II Máster Energía Solar y Renovables Módulo: Energía eólica Tema 6: Obra civil e Infraestructura eléctrica de un Parque Eólico

II Máster de Energía Solar y Renovables: Módulo Energía Eólica Índice Tema 6: Obra civil e Infraestructura eléctrica de un Parque Eólico 1. Obra civil. 1.1. Introducción. 1.2. Viales de acceso. 1.2.1. Dimensiones. 1.2.2. Pendientes: transversal y longitudinal. 1.2.3. Radios de curvatura. 1.2.4. Gálibo de paso del transporte. 1.2.5. Drenajes. 1.2.6. Diseño, composición y ejecución. 1.3. Plataformas de montaje y acopio de materiales. 1.3.1. Características: dimensiones y composición. 1.4. Cimentación: Zapatas. 1.4.1. Estudio geotécnico. 1.4.2. Tipos de zapatas. 1.4.3. Virola. 1.4.4. Hormigón. 1.4.5. Ejecución.

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II Máster de Energía Solar y Renovables: Módulo Energía Eólica Índice Tema 6: Obra civil e Infraestructura eléctrica de un Parque Eólico 2. Infraestructura eléctrica. 2.1. Introducción. 2.2. Conducciones eléctricas de parque. 2.2.1. Obra civil. 2.2.2. Conductores. 2.2.3. Cálculo de conductores. 2.3. Celdas 20 o 30 kV. 2.4. Puesta a tierra. 2.5. Cableado de mando y señalización. 2.6. Subestación de parque. 2.7. Línea de evacuación a red. 2.8. Conexión a la red eléctrica.

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1. Obra civil 1.1. Introducción La obra civil de un parque eólico comprende: - Cimentación del aerogenerador. - Viales de acceso y Plataformas de acopio y montaje de aerogeneradores. - Zanja de canalización eléctrica.

Para la instalación de un aerogenerador es necesario la construcción de una cimentación que sea capaz de sostener al aerogenerador. Para poder acceder al parque eólico y a las distintas alineaciones de aerogeneradores que lo componen, se proyectarán viales de acceso y plataformas de acopio y montaje para la instalación y puesta en marcha de los aerogeneradores. Además, estos viales permanecerán durante el periodo de explotación del parque eólico para las operaciones de mantenimiento de los aerogeneradores. Dentro de la obra civil, también deberá considerarse la zanja de canalización eléctrica de la evacuación de los aerogeneradores hacia la subestación de parque. II MÁSTER ENERGÍA SOLAR Y RENOVABLES_MÓDULO ENERGÍA EÓLICA

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1. Obra civil 1.1. Introducción La normativa de aplicación para el diseño y construcción de la obra civil de un parque eólico son las siguientes: -

Pliego de prescripciones técnicas generales para obras de carreteras y puentes PG-3, con la última revisión de los artículos del pliego vigente en el momento de ejecución de la obra civil del parque.

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Norma 6.1.-IC “Secciones de firme”.

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Norma 3.1.-IC “Trazado”.

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Norma Básica de Edificación NBE-AE/88 y/o Eurocódigos.

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Instrucción 5.2.- IC “Drenaje superficial”

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Orden circular 17/03: Recomendaciones para el proyecto y construcción del drenaje subterráneo en obras de carretera.

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Instrucción de hormigón estructural (EHE-08).

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1.2. Viales de acceso Los viales de un parque eólico podemos considerar por un lado, los viales de acceso al parque y por otro lado los viales interiores de la instalación. • Viales de acceso Son los accesos generales al parque que se realizarán desde cualquier carretera de la Red de Carreteras generales (a excepción de autovía o autopistas). • Viales interiores Los accesos específicos a los aerogeneradores se realizarán mediante viales de nueva construcción, cuyo diseño se ha realizado a partir de las especificaciones técnicas de infraestructura facilitadas por el tecnólogo o fabricante de los aerogenerador. En la medida de los posible, los viales seguirán el trazado de los viales existentes del emplazamiento.

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1.2. Viales de acceso 1.2.1. Dimensiones Los viales de acceso deberán tener unas dimensiones tales que puedan circular los transportes con el material, normalmente de 5 metros de anchura. Mientras que las dimensiones de los viales interiores, pueden tener una anchura mayor si el montaje mecánico de los aerogeneradores de una misma alineación se realiza sin desmontaje de grúa entre las diferentes plataformas.

Si se realiza desmontaje de la grúa entre aerogeneradores, el ancho de los viales interiores deberá ser de 5-6 metros. Sin embargo, si no se realiza desmontaje de grúa, la anchura de los viales puede llegar a alcanzar de 8-10 metros dependiendo de las dimensiones de la grúa. Tras la finalización de los trabajos de montaje, los viales interiores serán regenerados, siendo su ancho reducido a 5-6 metros.

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1.2. Viales de acceso 1.2.2. Pendientes: transversal y longitudinal En los viales de acceso y en el diseño de los viales interiores se deberán evitar, en la medida de lo posible, las pendientes tanto transversales como longitudinales. Pendiente transversal Las pendientes transversales máximas y mínimas admisibles en los viales de acceso a parque serán del 2 % y del 0,2 %. En cambio en los viales internos de parque se diferenciara si hay movimiento interno de la grúa, siendo el valor máximo y mínimo igual que en los viales de acceso a parque (máximo 2% y mínimo 0,2 %) y con desplazamiento interno de la grúa, se reducirán, siendo la pendiente máxima del 0,5 % y la mínima 0,2 %. Pendiente longitudinal Debido a la complicada orografía que se suele presentar en los parques eólicos, se podrán exceder las pendientes longitudinales siempre que se emplee como firme una capa de hormigón de firme, o bien, como pavimento de la capa de firme una mezcla bituminosa, consiguiendo un firme rugoso para mejorar la tracción de los transportes.

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1.2. Viales de acceso 1.2.2. Pendientes: transversal y longitudinal Las pendientes máximas que podemos encontrar en los viales del parque eólico, aunque dependerá de las especificaciones técnicas de infraestructura particulares de cada tecnólogo, pueden ser: Pendientes longitudinales máximas Vial de acceso al parque eólico Vial interno del parque eólico

Tramo recto

Tramo curvo

10-13 % sin hormigonar si pendiente < 200 m >13 % hormigonado

6-7 % sin hormigonar >10 % hormigonado

7-10 %

7-10 %

Además, tanto en viales de acceso como en los viales internos, se recomienda una pendientes mínimas tanto para curvas como rectas, para reducir en lo posible el tiempo de evacuación del agua superficial en el vial. La pendiente mínima serán del 0,5-1 %. II MÁSTER ENERGÍA SOLAR Y RENOVABLES_MÓDULO ENERGÍA EÓLICA

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1.2. Viales de acceso 1.2.3. Radios de curvatura Los radios de las curvas tanto de los viales de acceso a parque como de los viales internos del parque, vendrán determinados generalmente por la longitud de las palas a transportar, aunque en determinadas configuraciones sea otro transporte el más restrictivo para los accesos.

Para el caso general de las palas, debido a su longitud, anchura y peso, estas deben ir asentadas sobre la plataforma en sus dos extremos y en el centro. Además, cuanto menor sea el radio de curvatura de la curva de acuerdo, mayor habrá de ser el ancho del vial (diferencia entre radio exterior e interior) en la curva, es decir, sería necesario un sobreancho del vial en la curva. También, para el transporte de las palas será necesario que no exista ningún obstáculo ni en la zona interior ni en la zona exterior, debido al vuelo de la pala sobre el transporte.

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1.2. Viales de acceso 1.2.4. Gálibo de paso del transporte El gálibo libre de paso de los transportes con el material para el montaje de los aerogeneradores, vendrá determinado por el material más alto sobre el transporte, generalmente el primer tramo del fuste del aerogenerador por ser el de mayor diámetro.

«Dentro de las actuaciones necesarias sería el aumento de altura libre sobre el vial de tanto líneas eléctricas como de telefonía, y su señalización con un gálibo de seguridad»

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1.2. Viales de acceso 1.2.5. Drenajes El sistema de drenaje superficial deberá estar dimensionado para recoger las aguas de lluvia procedentes de la capa de rodadura así como las aguas recogidas a pequeños cauces naturales de escorrentía que son interceptados por el vial, o incluso, en los casos en que proceda, para dar continuidad a los cauces naturales de mayor envergadura también interceptados. Para el cálculo se considerará un período de retorno de 25 años.

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1.2. Viales de acceso 1.2.5. Drenajes Se dispondrán cunetas para drenaje longitudinal, de aproximadamente 60 cm de anchura y 30 cm de profundidad, a fin de preservar los viales de la acción erosiva del agua. Asimismo, se colocarán drenajes transversales en las vaguadas y donde sea necesario desviar las aguas de escorrentía. Estos drenajes serán prefabricados, de hormigón vibrocomprimido o PVC y de tal diámetro que soporte el cauce del agua (aprox. 400 mm). Las pequeñas obras de drenaje transversal que se coloquen atravesando los viales deberán ir apoyadas sobre una base de relleno de 10 cm de espesor de hormigón de limpieza H-20 N/mm2. Además deberán ser hormigonadas con hormigón ligero, de modo que la obra de drenaje actúe de encofrado perdido, garantizando un recubrimiento mínimo de 5 cm en laterales y parte superior del conducto. Finalmente se rellenará la parte superior de la zanja hasta cota de capa de rodadura con el mismo material empleado en las secciones del camino que no tienen drenaje. La pendiente de estos conductos deberá ser suficiente para permitir el desagüe evitando aterramientos en la entrada y no demasiada para evitar fuerte erosión en la salida (aproximadamente 2%). II MÁSTER ENERGÍA SOLAR Y RENOVABLES_MÓDULO ENERGÍA EÓLICA

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1.2. Viales de acceso 1.2.6. Diseño, composición y ejecución El diseño de los viales se realizará mediante rasantes que aseguren un mínimo movimiento de tierras y, de esta manera, se reduzca el impacto sobre el medio ambiente. En este sentido, se procurará que la traza discurra en desmonte abierto en la ladera, evitando trincheras siempre que sea posible. Donde sea posible, se llevará parte del camino en terraplén, empleando productos del desmonte para compensar volúmenes en la medida de lo posible, minimizando asimismo el transporte de exceso de tierras a vertedero.

Perfil longitudinal vial parque eólico

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1.2. Viales de acceso 1.2.6. Diseño, composición y ejecución La ejecución de los viales comprende una primera fase de apertura de la traza, con desbroce y retirada de la capa de tierra vegetal, hasta localizar un material suficientemente compactado válido como soporte del nuevo vial. Los materiales empleados en la formación de los viales dependerán del tipo de suelo existente en cada emplazamiento; en cualquier caso, se parte de una sección tipo de vial compuesta por una primera capa de material previamente seleccionado (de espesor variable, aproximadamente 20-40 cm), debidamente compactado, y una segunda capa de rodadura de zahorras naturales ó artificiales. En sus bordes laterales llevarán una cuneta de desagüe, de 0,60 m de anchura y 0,30 m de profundidad.

Sección tipo de viales II MÁSTER ENERGÍA SOLAR Y RENOVABLES_MÓDULO ENERGÍA EÓLICA

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1.2. Viales de acceso 1.2.6. Diseño, composición y ejecución La tierra vegetal retirada será acopiada convenientemente, separada del resto de material de excavación. Es importante garantizar la conservación de sus propiedades durante el periodo de acopio, por lo que no se acopiará con más de dos metros de altura y se evitara, en la medida de lo posible, que se produzcan arrastres de material. En caso necesario se habilitará una zona de acopio, debidamente preparada, para trasladar allí la tierra vegetal hasta su reutilización en la regeneración de taludes, zanjas y plataformas de montaje. Las características generales y composición granulométrica de la capa de rodadura deberá ser acorde al apartado de zahorras del PG3: Zahorra artificial: material formado por una mezcla de áridos, total o parcialmente machacados, en la que la granulometría del conjunto de los elementos que la componen es de tipo continuo. Zahorra natural: material formado por áridos no triturados, suelos granulares, o una mezcla de ambos, cuya granulometría es de tipo continuo.

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1.2. Viales de acceso 1.2.6. Diseño, composición y ejecución La compactación de las diferentes capas de la sección del vial deberá hacerse por diferentes capas y siempre con agua. Según el PG-3: - La extensión de las tongadas no será de más de 30 cm. - El grado de compactación para la subbase de viales mediante una capa de material procedente de excavación o zahorra natural será tal que la densidad seca tras compactación sea del 95 % del Próctor normal o superior. - El grado de compactación de la capa de zahorra artificial (capa de rodadura) será tal que la densidad seca tras compactación sea del 98 % del Próctor modificado.

Para la comprobación de la compactación de viales y plataformas se realiza ensayos de densidad in situ. Dentro de los métodos de determinación de la densidad in situ es mediante el método con densímetro nuclear.

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1.3. Plataformas de montaje y acopio de materiales 1.3.1. Características: dimensiones y composición En las plataformas de montaje y acopio de material diferenciaremos entre: - Plataformas intermedias. - Plataformas de final del vial. Las plataformas intermedias serán normalmente de planta rectangular, con unas dimensiones mínimas e inclinación, de acuerdo con las especificaciones constructivas del fabricante del aerogenerador. Las dimensiones de las plataformas serán función del tamaño del aerogenerador a instalar. Además, unas dimensiones reducidas de plataformas dificulta el montaje del aerogenerador, por lo que el coste del aerogenerador se encarece.

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1.3. Plataformas de montaje y acopio de materiales 1.3.1. Características: dimensiones y composición Las plataformas final de vial servirán para el giro de los transportes por lo que será necesario la construcción de semiembudos que permitan la maniobrabilidad.

Si se trabaja con grúas de celosía, se hace necesario disponer de un espacio recto adicional, de aproximadamente 3 x 70 m, para realizar las labores de montaje de los tramos de celosía con una grúa auxiliar.

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1.3. Plataformas de montaje y acopio de materiales 1.3.1. Características: dimensiones y composición • Dimensiones Las dimensiones de las plataformas de montaje pueden ser las siguientes, aunque estas dimensiones serán condicionadas por el fabricante del aerogenerador: Dimensiones

Plataformas intermedias

Plataformas final de vial

Torres 60-80 m

Torres 80-100 m

Torres 60-80 m

Torres 80-100 m

Reducidas

25x35 m

30x35 m

30x35 m + Semi-embudos

35m x 40m

Estándar

40x44 m

44x44 m

45x44 m + Semi-embudos

44x49 m

• Pendiente La superficie de la plataforma tenga una pendiente mínima del 0,2 % y máxima del 1 %, para poder drenar el agua superficial, no aceptándose en ningún caso superficies cóncavas que darían lugar a la formación de charcos y consiguiente peligro de fluencia del material tras la aplicación de grandes presiones. Además, se tendrá cuidado de que la superficie de plataforma o zona de acopio no drene en ningún caso hacia el vial de acceso a la misma. II MÁSTER ENERGÍA SOLAR Y RENOVABLES_MÓDULO ENERGÍA EÓLICA

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1.3. Plataformas de montaje y acopio de materiales 1.3.1. Características: dimensiones y composición La composición de la zona de trabajo de vehículos y grúas, constará de una buena explanada tipo E2 ó E3, según la norma 6.1.-IC “Secciones de firme”, con una capacidad portante en el nivel superior de al menos 4 Kg/cm2 manteniéndose este valor hasta una profundidad de al menos 5-6 m. El grado de compactación será tal que la densidad seca tras compactación sea del 95 % del Próctor normal o superior. En los casos en que sea necesario se aplicará una capa de zahorra artificial de 30 cm de espesor, compactada hasta el 98 % del Próctor modificado. La cota de explanación será preferiblemente la correspondiente a la virola de cimentación o ligeramente superior; en ningún caso se situará la plataforma por debajo de dicha cota. Si la cota es superior la virola, será necesario la construcción de una rampa o camino de llegada para el acceso al aerogenerador. Tras la finalización de los trabajos de montaje será necesario proceder a la regeneración de las plataformas, aprovechando para ello la tierra vegetal que se hubiera retirado de la zona. FOTOS II MÁSTER ENERGÍA SOLAR Y RENOVABLES_MÓDULO ENERGÍA EÓLICA

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1.3. Plataformas de montaje y acopio de materiales 1.3.1. Características: dimensiones y composición Antes de realizar el montaje del aerogenerador se deberá realizar un ensayo de carga a la plataforma para comprobar el módulo de deformación de capas de terraplenes y de firmes. Para determinar el módulo de deformación de las capas compactadas de suelo, se utilizan equipos ligeros de impacto que realizan ensayos de placa de carga dinámica de 300 o 6000 mm de diámetro, utilizando un elemento de carga, y un dispositivo electrónico de medida de los movimientos de la placa. Según la norma 6.1.-IC “Secciones de firme”, una explanada tipo E2 deberá tener un módulo de compresibilidad en el segundo módulo de compresibilidad de Ev2≥120 Mpa y la relación de módulos de compresibilidad será Ev2/Ev1