Análisis numérico de la cimentación de una torre de aerogeneración singular

Abstract

Aquest treball analitza el comportament geotècnic de la fonamentació d’un aerogenerador singular a Oualidia (Marroc), recolzat sobre pilotis aïllats en roca tova. La majoria de torres eòliques terrestres es fonamenten en grans sabatas superficials, de manera que l’ús de pilotis en aquest context no és habitual. A partir d’assajos pressiomètrics i de resistència a compressió simple, s’han estimat els paràmetres necessaris per a la modelització numèrica amb PLAXIS 2D (axisimètric), aplicant els criteris de Mohr-Coulomb i Hoek & Brown sota condicions de càrrega última, de servei i quasi permanent. Els resultats mostren que els pilotis presenten un comportament adequat davant esforços de compressió i tracció, amb assentaments i aixecaments dins de límits admissibles. A més, s’observa una bona correlació entre els valors numèrics i les metodologies empíriques i normatives internacionals, especialment en la resistència per fust, atès que el comportament a tracció constitueix l’acció més desfavorable. En conjunt, l’estudi confirma que la modelització numèrica és una eina eficaç per validar la capacitat portant de pilotis en roca tova i optimitzar el disseny de fonamentacions per a aerogeneradors.

Este trabajo analiza el comportamiento geotécnico de la cimentación de un aerogenerador singular en Oualidia (Marruecos), apoyado sobre pilotes aislados en roca blanda. La mayoría de las torres aerogeneradoras terrestres se cimentan en grandes zapatas superficiales, por lo que el uso de pilotes en este contexto no es habitual. A partir de ensayos presiométricos y de resistencia a compresión simple, se estimaron los parámetros necesarios para la modelización numérica en PLAXIS 2D (axisimétrico), aplicando los criterios de Mohr-Coulomb y Hoek & Brown bajo condiciones de carga última, de servicio y cuasi permanente. Los resultados muestran que los pilotes presentan un desempeño adecuado frente a esfuerzos de compresión y tracción, con asentamientos y levantamientos dentro de límites admisibles. Además, se observa una buena correlación entre los valores numéricos y las metodologías empíricas y normativas internacionales, especialmente en la resistencia por fuste, ya que el comportamiento a tracción constituye la acción más desfavorable. En conjunto, el estudio confirma que la modelización numérica constituye una herramienta eficaz para validar la capacidad portante de pilotes en roca blanda y optimizar el diseño de cimentaciones para aerogeneradores.

This study analyzes the geotechnical behavior of the foundation of a single wind turbine in Oualidia (Morocco), supported on isolated piles in soft rock. Most of the onshore wind towers are founded on large shallow foundations, so the use of piles is not common in this context. Based on pressuremeter and simple compression strength tests, the parameters necessary for numerical modeling in PLAXIS 2D (axisymmetric) were estimated, applying the Mohr-Coulomb and Hoek & Brown criteria under ultimate, service, and quasi-permanent load conditions. The results show that the piles perform adequately under compressive and tensile stresses, with settlements and uplifts within acceptable limits. In addition, there is a good correlation between the numerical values and empirical methodologies and international standards, especially in terms of shaft resistance, as the behaviour under tension is the most critical action. Overall, the study confirms that numerical modeling is an effective tool for validating the bearing capacity of piles in soft rock and optimizing the design of foundations for wind turbines.