Central eólica con un tramo en celosía de tubos de madera moldeados y reforzados con fibra

Estructuras analizadas con Dlubal Software

  • Proyecto de cliente

Proyecto de cliente

Se ha llevado a cabo un proyecto de investigación innovador en las instalaciones de la empresa STM Montage GmbH en Lunzenau, Alemania: Una planta de energía eólica con una torre de celosía, donde el tramo más alto está compuesto por tubos de madera moldeada y reforzada con fibras.

Financiación de proyectos de investigación

Zukunftsinitiative Mittelstand (ZIM), Alemania
www.zim.de

Ministerio Federal de Economía y Energía de Alemania (BMWi)
www.bmwi.de

Código de financiación: KF 2132403WZ3

Diseño, Ingeniería estructural, Ejecución Universidad Técnica de Dresde
tu-dresden.de
Ejecución y montaje STM Montage GmbH
www.stm-montage.de

Parámetros del modelo

Modelo

Los tubos de madera, de pared delgada, tienen un bajo peso propio con buenas propiedades dinámicas. Esto mejora la eficiencia del material y el comportamiento frente a vibraciones, y aumenta la resistencia a la fatiga del material.

La Universidad Técnica de Dresde fue la responsable del diseño y dimensionamiento de la torre de celosía. Para el diseño se utilizó el software de análisis de estructuras de barras y cerchas RSTAB.

Estructura

La torre en celosía tiene una altura total de 40 metros y soporta la planta de energía eólica con una potencia de 1,34 CV. El tramo inferior de la estructura, de aproximadamente 18,50 metros se resuelve mediante tubos de acero S235. El segmento de celosía, de aproximadamente 11 metros de longitud, se construye con tubos de madera moldeados de 24 cm de diámetro. Las diagonales de los tubos de acero se colocaron en la parte superior.

Los tubos de madera moldeados consisten en paneles de madera precomprimidos que se han doblado en secciones transversales tubulares de paredes delgadas bajo la acción del calor y el vapor. El Instituto de Construcción de Acero y Madera desarrolló este método de madera moldeada. Los componentes estructurales producidos de esta manera tienen una capacidad de carga muy alta con un bajo peso propio. También se aplicó una fina capa de plástico reforzado con fibras en el exterior. Esto aumenta la resistencia a la compresión hasta en un 50% y proporciona a la estructura protección contra la intemperie.

Las uniones longitudinales de los pilares de madera consisten en tubos de acero a los que también se conectan las diagonales. Una característica especial de estas conexiones es que están pegadas. Antes de su uso, TU Dresden los analizó de forma experimental y numérica. Los análisis dieron como resultado las resistencias límite para las conexiones, que se pudieron tener en cuenta en el cálculo de RSTAB.

Después de la construcción de la torre de celosía, todas las partes de acero y las transiciones a los tubos de madera recibieron un recubrimiento anticorrosivo. El proyecto de investigación demostró que los tubos de madera moldeados son muy adecuados como componentes portantes en estructuras de torres sometidas a vibración. La mayor ventaja es el menor peso propio en comparación con el acero y, por lo tanto, la reducción de la masa vibratoria. En este proyecto, el peso propio del segmento superior se podría reducir en 1,2 toneladas en comparación con el acero. Además, las propiedades del material amortiguador de la madera redujeron los efectos de la fatiga en los componentes estructurales inferiores.

Este proyecto de investigación fue financiado por el Programa Central de Innovación para Pequeñas y Medianas Empresas (ZIM) del Ministerio Federal de Economía y Energía de Alemania (BMWi).


Bibliografía

[1] ejemplo Hahn; T.-E. Werner; P. Haller: BAUINGENIEUR Ed. 96 (2021) núm. 01-02, pp. 11-18

Ubicación del proyecto

Cossener Straße 2
09328 Lunzenau
Alemania

Palabras clave

Planta de energía eólica Cercha Torre Reforzado con fibras Tubos de madera moldeados

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  • Actualizado 29. octubre 2021

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