Análisis mediante elementos finitos 3D de los efectos de las propiedades del substrato rocoso en la cimentación de turbinas eólicas

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se pretende simular mediante un programa de elementos finitos en 3D (Midas GTS NX) el comportamiento de la zapata ortogonal de un aerogenerador, cuando se apoya sobre distintas facies rocosas (andesitas gris y rosa) con distintos grados de alteración y fracturación (índice GSI) afectadas por una serie de discontinuidades con diferentes inclinaciones. Se tratará de comprobar como varían magnitudes como la deformación y la tensión a lo largo de la cimentación consecuencia de una fracturación y una inclinación de las discontinuidades del substrato rocoso variable, al estar sometido el aerogenerador a una serie de acciones fijas. Se centrará el análisis en las secciones y direcciones más desfavorables como son la dirección de vientos dominantes. Para realizar la simulación se generó un modelo en 3D al que se le asociaron unos parámetros geotécnicos que definían el comportamiento mecánico y deformacional del substrato rocoso y de la zapata. Se aplicaron las cargas que son el resultado de todas las fuerzas actuantes sobre el aerogenerador. Finalmente se analizó cuantitativamente la respuesta del modelo ante dichas solicitaciones. Los parámetros geotécnicos utilizados para realizar la simulación parten de un trabajo previo llevado a cabo en Turquía, en el que se realizó, por un lado, una campaña de campo para la obtención de muestras y la recogida de datos, de especial relevancia para la caracterización del macizo rocoso. Posteriormente con las muestras más representativas se realizó una campaña de laboratorio que completaría la información necesaria para llevar a cabo el estudio.

ABSTRACT: In this Project we want to simulate using a finites elements program in 3D (Midas GTS) the behavior of the orthogonal footing of a wind turbine when it rest on rocks (gray an pink andesites) with different degrees of alteration and fracturing (GSI index) affected by a series of discontinuities with different inclinations. We try to check the variability of some magnitudes such as deformation and stress a long the foundation. We created a 3D model for de simulation with a geotechnical parameters which define the mechanic and deformational behavior from the rock massif and the foundation. The loads that are the result of all the forces acting on the wind turbine were applied. Finally, the response of the model to these requests was quantitatively analyzed. The geotechnical parameters used to realized the simulation come from a previous project carried out in Turkey in which, on the one hand, a field campaign was carried out to obtain samples and collect data, of special relevance for the characterization of the rock massif.