El equipo hidráulico en dos laboratorios de ingeniería civil recientemente empujó y tiró en las secciones de prueba de un nuevo tipo de torre de turbina eólica, simulando las cargas pesadas y retorcidas que las torres tienen que soportar.
En el Laboratorio de Investigación de Ingeniería Estructural de la Universidad Estatal de Iowa, un actuador sacudió una sección de prueba de 12 pies de alto y 6.5 pies de ancho con 100,000 libras de fuerza cada 1.25 segundos. Los dos paneles y dos columnas de la sección de prueba solo movieron una décima parte deuna pulgada, pero el movimiento era visible, especialmente el balanceo de los cables largos conectados a 65 sensores de tensión y desplazamiento.
Esos sensores recolectaron datos 50 veces por segundo durante semanas de pruebas de fatiga. Mientras tanto, Hartanto Wibowo, un asociado de investigación postdoctoral del estado de Iowa, estaba buscando pequeñas grietas o cualquier otro signo de desgaste en la sección de prueba, particularmente alrededor del pretensadocables que conectan los paneles y columnas.
Un experimento en el Laboratorio MAST de la Universidad de Minnesota probó cargas operativas y extremas de torres de turbinas eólicas en una sección transversal a gran escala de una torre, un conjunto que tenía 16 pies y 7 pulgadas de alto, 8 pies de diámetro e incluía seis paneles yseis columnas unidas con cables de pretensado. Los ingenieros tomaron datos para ver si las piezas de la torre ensambladas resistirían las cargas y si transferirían la carga de una pieza a otra y actuarían como una sola unidad.
Sri Sritharan, Profesor de Ingeniería Wilson en la Universidad de Estado de Iowa en Ingeniería Civil, Construcción y Medio Ambiente y miembro de la Iniciativa de Energía Eólica del Colegio de Ingeniería, dijo que la sección transversal de la torre no tuvo problemas para resistir las cargas y el análisis preliminar de datos confirma esa observación.
La prueba de fatiga está en curso sin daños detectados después de casi 200,000 ciclos de carga.
"Es justo decir que estas pruebas fueron un éxito", dijo Sritharan. "Creo que hemos avanzado mucho en la validación de un nuevo concepto de uso de hormigón prefabricado para torres de aerogeneradores más altas".
Las secciones de prueba no se parecen en nada a las torres de aerogeneradores de acero de 80 metros que se ven en todo el campo de Iowa. Son columnas y paneles prefabricados fácilmente transportables hechos de concreto de alta resistencia o de ultra alto rendimiento. Esas columnasy los paneles están unidos por cables para formar celdas en forma de hexágono que se pueden apilar verticalmente para formar torres de hasta 140 metros de altura.
Los ingenieros de la Universidad Estatal de Iowa llaman a esta tecnología de torre más alta "Hexcrete" y piensan que podría revolucionar la producción de energía eólica. Sritharan dijo que las torres Hexcrete más altas tienen muchas ventajas sobre las torres de acero actuales :
• Las piezas de hormigón prefabricadas se pueden transportar y ensamblar fácilmente en el sitio. • La tecnología involucra a las empresas de hormigón prefabricado, una industria estadounidense establecida, en el negocio de la energía eólica. • Las torres de hormigón pueden alcanzar más de 80 metros, proporcionando a las empresas de energíaacceso a vientos más rápidos y constantes a 100 metros o más. • Las torres más altas permiten la recolección de energía eólica en regiones del país donde la demanda de energía es alta y los vientos favorables están por encima de los 100 metros. • Y, Hexcrete ayuda a reducir el costo de la energía eólica.reduciendo los costos de producción y transporte de las torres.
La investigación y el desarrollo actuales de las torres Hexcrete están respaldados por una subvención de $ 1 millón por 18 meses del Departamento de Energía de los Estados Unidos, una subvención de $ 83,500 del Centro de Energía de Iowa y $ 22,500 de contribuciones en especie de Lafarge North America Inc.de Calgary, Alberta, Canadá. Los socios de la industria del proyecto también incluyen el centro de Tecnología Corporativa de Siemens Corp. en Princeton, Nueva Jersey; Coreslab Structures OMAHA Inc. de Bellevue, Nebraska; y BergerABAM de Federal Way, Washington.
El equipo de investigación de Sritharan en el estado de Iowa también incluye a Julienne Krennrich, gerente de proyectos y subdirectora del Instituto de Investigación de Ingeniería, Shibin Lin, un asociado de investigación posdoctoral, además de Bin Cai y Robert Peggar, estudiantes de doctorado.
"Ahora nuestro objetivo es construir una torre completa en el campo", dijo Sritharan. "Nuestra intención es identificar socios que puedan trabajar con nosotros en una torre prototipo. También trabajaremos para desarrollar un plan de comercialización".
Para avanzar en esos esfuerzos, el grupo de investigación de Sritharan organizará talleres técnicos y de comercialización el próximo año. Más información sobre los talleres y el proyecto Hexcrete están en www.sri.cce.iastate.edu/hexcrete .
Un video corto muestra cómo las celdas Hexcrete podrían ensamblarse en torres de aerogeneradores más altas: www.youtube.com/watch?v=XizC5spy3mg
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Iowa . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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