Tecnología Info Tecnología

Demolición por voladura de torre solar de Abengoa en Planta Solúcar en Sanlúcar la Mayor (Sevilla)

Alberto López-Escobar Abril, director facultativo/redactor de proyecto, Perseo Ingenieros

Carlos Espliego Vázquez, director facultativo sustituto/redactor de proyecto, Perseo Ingenieros

John Baker Galán, colaborador externo, Enermine Consulting

Roberto C. Laredo Rodríguez, asesor externo, Laredo Mining Engineers

04/04/2022

En el presente artículo se realiza la descripción y evaluación de los resultados obtenidos en la demolición realizada el 16 de octubre de 2021, mediante voladura, de una torre solar perteneciente a la Planta Solúcar, situada al Noroeste de la localidad de Sanlúcar la Mayor (Sevilla).

Dicha torre formaba parte de una instalación I+D+i para la generación de energía eléctrica mediante turbina de gas y aprovechamiento de energía solar térmica, sin vertido efectivo a la red. Esta instalación se encontraba ya en desuso, lo que motivó su desmantelamiento definitivo.

El diseño de la voladura se realizó buscando el vuelco de la torre, debido a su gran esbeltez y disponibilidad de espacio. Este vuelco debía realizarse en una dirección determinada y con una zona de caída controlada, de manera que no se generasen daños a las demás infraestructuras existentes al estar estas en operación.

Imagen 1. Vista general de la torre
Imagen 1. Vista general de la torre.

Descripción de la estructura a demoler y su entorno

  • Geometría y detalles estructurales

La torre, de 66 m de altura, tenía una geometría en planta con las dimensiones indicadas en la figura 1.

Figura 1. Planta de la cota 0,00 m a 41,00 m
Figura 1. Planta de la cota 0,00 m a 41,00 m.

Esta sección se mantiene hasta los 41,00 m, donde la planta pasa a ser totalmente diáfana y donde se encontraban los equipos de generación. A partir de esta cota desaparecen los muros interiores.

En la cota 52,50 existe una nueva planta diáfana en la que se encuentran el resto de equipos y la estructura metálica que soporta el espejo principal.

Para acceder a la torre, hasta la cota 52,50, se dispone de una escalera metálica, así como un ascensor.

Como equipo de apoyo a todos los elementos interiores de la torre, a 66,00 m había instalado un puente grúa de 15 tn.

Imagen 2: Estructura Metálica del Espejo (Cota 52,50)
Imagen 2: Estructura Metálica del Espejo (Cota 52,50).
Imagen 3: Escalera de acceso a la cota 66, y puente grúa de 15 Tn
Imagen 3: Escalera de acceso a la cota 66, y puente grúa de 15 Tn.

Todos estos elementos no pudieron ser desmantelados antes de la demolición, por lo que se tuvo en cuenta el análisis estructural de estabilidad y de caída. Al estar situados en la zona norte, hacia donde caería la torre, no implicaban un problema importante, excepto la estructura de soporte del ascensor.

La estructura del ascensor, formada por vigas y pilares metálicos y situada en la pared este, podía actuar modificando la dirección de caída al generar asimetría de esfuerzos. Por ello se realizaron cortes antes de la fase de carga para minimizar o eliminar este potencial riesgo.

Imagen 4. Cortes realizados en los pilares de la estructura del ascensor
Imagen 4. Cortes realizados en los pilares de la estructura del ascensor.

Estructuralmente la torre está construida de manera que su estabilidad viene dada por la geometría de su base, sin necesidad de estructuras adicionales para estabilizarla.

Los muros, de 25 cm, estaban construidos en hormigón HA-40 y un doble panel de corrugados B-500S separados 100 mm, de 12 mm (horizontal) y 20 mm (vertical) y malla de 200 x 200 mm (Imagen 5).

El peso total de la torre, sin considerar los equipos de su interior, es de aproximadamente 3.300 tn.

Imagen 5. Cata realizada para verificar la estructura de los muros de la torre
Imagen 5. Cata realizada para verificar la estructura de los muros de la torre.

Uno de los estudios preliminares realizados fue un análisis del comportamiento de la estructura ante dos situaciones.

La primera, la creación de ventanas para debilitar la estructura, y que servirían además como aperturas para la perforación paralela a los muros. La importancia de este punto radicaba en la necesidad de asegurar la estabilidad antes del disparo y garantizar seguridad de los trabajos de perforación y carga ante un posible colapso no programado.

La segunda era evaluar el comportamiento de la estructura con el disparo de la cuña inferior y verificar que le vuelco se produciría de forma correcta.

Imagen 6. Tensión máxima en la torre tras ejecución de las ventanas
Imagen 6. Tensión máxima en la torre tras ejecución de las ventanas.
Imagen 7. Desplazamiento máximo de la torre al eliminar la cuña y antes de la caída
Imagen 7. Desplazamiento máximo de la torre al eliminar la cuña y antes de la caída.
  • Entorno de la demolición. Control de afecciones

Además de las características estructurales y geométricas de la torre, se evaluó a detalle la ubicación de esta. De esta forma el planteamiento inicial del proyecto, desde una fase muy temprana, se orientó a minimizar las potenciales afecciones que pudiese provocar la voladura y caída.

Las características del entorno del proyecto obligaba a considerar la reducción o eliminación de afecciones como algo prioritario para el éxito de los trabajos.

Hay que destacar que la torre a demoler formaba parte de un complejo de generación de energía eléctrica, en el que existen otras torres y campos de espejos operativos al noroeste, además de una línea de alta tensión de 220 KV de evacuación de la producción eléctrica de todo el complejo solar, a apenas 40 m al sur del disparo.

Imagen 8. Ubicación de la torre respecto línea de alta tensión
Imagen 8. Ubicación de la torre respecto línea de alta tensión.
Imagen 9. Vista de uno de los campos de espejos desde la torre a demoler
Imagen 9. Vista de uno de los campos de espejos desde la torre a demoler.

Las principales afecciones a considerar fueron:

  • Vibraciones
  • Onda aérea
  • Proyecciones
  • Polvo

Se definieron los elementos en los que la demolición podría causar mayor impacto, tanto por vibraciones y onda aérea como por proyecciones. Se estableció para ello un radio de 1.000 m evaluándose las posibles afecciones que se podrían producir dentro de la zona así definida (Imagen 10).

Imagen 10. Zonas con posibles afecciones para un radio de 1.000 m
Imagen 10. Zonas con posibles afecciones para un radio de 1.000 m.

Los elementos críticos, ordenados según la distancia a la voladura, se muestran en la tabla 1.

ELEMENTO

DISTANCIA (m)

TIPO DE ESTRUCTURA (UNE)
Torre de alta tensión 40 I
Placas solares 1 278 I
Planta piloto 300 I
Placas solares 2 440 I
Cortijo los Pontones 450 II
Torre solar 526 I
Núcleo de población 856 II
Torre solar 950 I

Tabla 1. Distancias y tipo de estructura (según norma UNE) de elementos potencialmente afectados por la demolición.

La mayor preocupación en el proyecto eran los posibles daños que se podían causar por vibraciones, proyecciones y onda aérea sobre los espejos e instalaciones operativas.

Por ello se realizó un estudio teórico previo de las vibraciones, principalmente de las generadas por el impacto de la caída, generalmente superior al de la propia detonación del explosivo en superficie.

Esta evaluación se realizó para todos los elementos dentro del radio de mil metros. Se analizó el valor de PPV alcanzado, mediante la transformación de la energía de impacto en energía de carga equivalente de explosivo.

Con esto se determinó el valor de la PVP máxima que se podría alcanzar y si era necesario realizar algún estudio preliminar.

En vista de los resultados obtenidos, se pudo concluir que:

  • La estructura con mayor riesgo es la torre de alta tensión situada al sur, pero los resultados muestran que no existe riesgo de afección por vibraciones al ser el valor de PPV máximo menor al límite inferior admitido para estructuras del grupo I (20 mm/s).
  • Las estructuras pertenecientes al grupo 3 (núcleo habitado y cortijo), están a distancias elevadas y los valores de PPV calculados se encuentran por debajo del valor mínimo del grupo II (9 mm/s).
  • En base a los valores de carga corregida y distancia, no se requiere estudio preliminar del comportamiento sísmico del terreno, pero se recomienda establecer puntos de control mediante la instalación de sismógrafos.
Figura 2. Evaluación del tipo de estudio
Figura 2. Evaluación del tipo de estudio.
Figura 3. PPV máxima para la torre de alta tensión al sur (40 m)
Figura 3. PPV máxima para la torre de alta tensión al sur (40 m).

Se establecieron para el control cuatro puntos de medición en los puntos más sensibles del entorno. Estos se muestran en la imagen 11.

Imagen 11. Ubicación de sismógrafos para control de vibraciones
Imagen 11. Ubicación de sismógrafos para control de vibraciones.

Los otros factores con un riesgo potencial elevado eran la onda aérea y las proyecciones, debido a la cercanía de los campos de espejos.

La solución a esto fue la creación de un muro de alpacas de paja, provenientes de un agricultor local, que reducía el coste y simplificaba los trabajos frente al uso de geotextil y malla o bandas de cinta transportadora.

Se colocaron siguiendo la forma de la cuña de disparo y fueron empapadas de agua de forma que aumentase su efectividad.

El polvo que se genera en la demolición, principalmente en el momento del impacto contra el suelo y rotura del hormigón, podía afectar a los espejos, situados al noroeste e incluso generar un arco eléctrico en la línea de alta del sur. Por ello se estudiaron los vientos predominantes en la zona, buscando el momento en el que estos soplasen alejando el polvo en dirección noreste, y estableciéndolo como hora del disparo. Adicionalmente, y como medida de seguridad adicional, se coordinó con Red Eléctrica la desconexión de la línea de la torre.

Imagen 12. Torre con muro de alpacas de paja ya instaladas
Imagen 12. Torre con muro de alpacas de paja ya instaladas.

Diseño y ejecución de la voladura

El tipo de estructura a demoler es idónea para demoler con explosivos debido a su gran esbeltez. La caída de la torre se consiguió al eliminar con la voladura una parte de la base, de forma que la vertical del centro de gravedad (CDG) pase a encontrarse fuera de la base residual.

Figura 4. Cálculo gráfico del desplazamiento necesario del CDG
Figura 4. Cálculo gráfico del desplazamiento necesario del CDG.

El primer cálculo realizado fue el de las dimensiones de la cuña, básicamente su altura, para que se cumpliese lo indicado respecto al CDG. En este cálculo se obviaron los equipos al estar colocados en una posición favorable para el vuelco. Por tanto, el cálculo fue altamente conservador a este respecto.

Definidas las dimensiones de la cuña se dimensionaron las ventanas y su posición, evaluándose la estabilidad. En estas ventanas se eliminó tanto el hormigón como la armadura metálica.

Imagen 13. Ventanas abiertas en muros exteriores
Imagen 13. Ventanas abiertas en muros exteriores.
Imagen 14. Perforación de los muros desde las ventanas
Imagen 14. Perforación de los muros desde las ventanas.

El barreno tipo empleado fue de 1,375 metros de longitud y Ø 32 mm, compuesto de:

  • 1 Tubo Omega de longitud 1,00 m y Ø 26 mm
  • 1 cartucho de Ø 26 mm y longitud 200 mm, dividido en 5 cargas explosivas iguales de 30,4 gr cada una
  • 1,00 m Cordón detonante de 6 gr/ml
  • 1 Detonador RIONEL MS. Se emplearon detonadores NONEL en lugar de electrónicos para reducir el riesgo de interacción con las líneas eléctricas cercanas. Esto redujo además el coste en explosivos
  • Retacado con 1,5 taco de arcilla de longitud 250 mm y 32 mm de Ø, lo que equivale a 375 mm de retacado

La secuencia de disparo, mostrada esquemáticamente en la figura 6, debía tener en cuenta, no solo los muros exteriores, sino también las paredes internas. Estas, al no ser simétricas, debían ser disparadas con una secuencia que garantizase la caída en la dirección buscada.

Figura 5. Esquema de la perforación y ventanas abiertas
Figura 5. Esquema de la perforación y ventanas abiertas.
Figura 6. Representación gráfica en 3D de la disposición y numeración de los detonadores
Figura 6. Representación gráfica en 3D de la disposición y numeración de los detonadores.

Ejecución de la voladura y resultados

El día 16 de octubre de 2021, a las 8:30 h se realiza el disparo.

Tras la detonación se produce el colapso parcial en la vertical, que continúa con el vuelco en la dirección planificada. Estos tres eventos pueden observarse en el registro del sismógrafo (figura 7).

Figura 7. Registro del sismógrafo colocado en la torre de alta tensión...
Figura 7. Registro del sismógrafo colocado en la torre de alta tensión. Pueden observarse las vibraciones debidas a la detonación, colapso vertical e impacto tras el vuelco.

El nivel de vibraciones máximo medido (torre de alta tensión 40 m al sur), coincide aproximadamente con el calculado de forma teórica en el estudio preliminar de vibraciones (figuras 8 y 9).

Figura 8. PPV máxima calculada de forma teórica para la línea de alta
Figura 8. PPV máxima calculada de forma teórica para la línea de alta.
Figura 9. Registro de vibraciones medido en la línea de alta
Figura 9. Registro de vibraciones medido en la línea de alta.

En la torre se habían instalado dos testigos de yeso sobre una grietas preexistentes en su base. Estas no fueron afectadas por el disparo, lo cual corrobora que la demolición no afectó a ninguno de los elementos a proteger.

No se produjeron proyecciones ni se dañó ninguno de los espejos por estas o por onda aérea.

Imágenes 15 y 16. Testigos de yeso en la base de la torre de alta
Imágenes 15 y 16. Testigos de yeso en la base de la torre de alta.

Además, con objeto de garantizar que no exitió afección sobre las torres electricas de alta tensión cercanas, se realizó un control de movimiento de las tres estructuras más cercanas, realizando una medición anterior a la realización y otras posterior a la voladura, en la que se garantizó que no exitieron movimientos horizontales, rotaciones o hundimientos de ninguna de las estructuras.

Figura 10. Ubicación de torres elétricas para las que se realizó control de movimientos
Figura 10. Ubicación de torres elétricas para las que se realizó control de movimientos.
Imagen 17. Secuencia del disparo y caida de la torre
Imagen 17. Secuencia del disparo y caida de la torre.
Imagen 18. Resultado final de la torre...
Imagen 18. Resultado final de la torre. Obsérvese el sistema de contención de proyecciones y onda aérea (paja) y al fondo parte de la estructura metálica de los equipos no desmantelados.

Agradecimientos

Querermos expresar nuestros agradecimiento y reconocimiento a todas las empresas y organismos que estuvieron implicados en este proyecto, consiguiendo un exitoso resultado: Abengoa Solar New Technologies, S.A., Demoliciones y Recilados del Sur, S.L. Perforaciones Noroeste, S.A., Intervención de Armas de Sanlucar la Mayor, Autoridad Minera de la Delegación Territorial de Sevilla de la Junta de Andalucía, Área de Industria y Energía de la Subdelegación del Gobierno en Sevilla, Sotecarto, S.L. Red Eléctrica, Garda Servicios de Seguridad y Maxam. Especial atención y agradecimento a la labor de Antonio Manuel Adelantado, responsable de obra de la empresa promotora; Sergio, agricultor local, José María, operador de la promotora, y Darío y Marcos, perforistas de Perforaciones Noroeste, S.A.

foto

Comentarios al artículo/noticia

Nuevo comentario

Atención

Los comentarios son la opinión de los usuarios y no la del portal. No se admiten comentarios insultantes, racistas o contrarios a las leyes vigentes. No se publicarán comentarios que no tengan relación con la noticia/artículo, o que no cumplan con el Aviso legal y la Política de Protección de Datos.

Advertencias Legales e Información básica sobre Protección de Datos Personales:
Responsable del Tratamiento de sus datos Personales: Interempresas Media, S.L.U. Finalidades: Gestionar el contacto con Ud. Conservación: Conservaremos sus datos mientras dure la relación con Ud., seguidamente se guardarán, debidamente bloqueados. Derechos: Puede ejercer los derechos de acceso, rectificación, supresión y portabilidad y los de limitación u oposición al tratamiento, y contactar con el DPD por medio de lopd@interempresas.net. Si considera que el tratamiento no se ajusta a la normativa vigente, puede presentar una reclamación ante la AEPD.

Suscríbase a nuestra Newsletter - Ver ejemplo

Contraseña

Marcar todos

Autorizo el envío de newsletters y avisos informativos personalizados de interempresas.net

Autorizo el envío de comunicaciones de terceros vía interempresas.net

He leído y acepto el Aviso Legal y la Política de Protección de Datos

Responsable: Interempresas Media, S.L.U. Finalidades: Suscripción a nuestra(s) newsletter(s). Gestión de cuenta de usuario. Envío de emails relacionados con la misma o relativos a intereses similares o asociados.Conservación: mientras dure la relación con Ud., o mientras sea necesario para llevar a cabo las finalidades especificadasCesión: Los datos pueden cederse a otras empresas del grupo por motivos de gestión interna.Derechos: Acceso, rectificación, oposición, supresión, portabilidad, limitación del tratatamiento y decisiones automatizadas: contacte con nuestro DPD. Si considera que el tratamiento no se ajusta a la normativa vigente, puede presentar reclamación ante la AEPD. Más información: Política de Protección de Datos

REVISTAS

VÍDEOS DESTACADOS

  • Robot cristalero instalando

    Robot cristalero instalando

  • XtraWear de Blumaq

    XtraWear de Blumaq

  • Grúa F1750RL HXP

    Grúa F1750RL HXP

TOP PRODUCTS

NEWSLETTERS

  • Newsletter Obras públicas

    26/03/2024

  • Newsletter Obras públicas

    21/03/2024

ENLACES DESTACADOS

Tecma - IFEMAVermeer EspañaIntermat (24-27 abril 2024, París)Foro Potencia (Webinar 10/4/2024)

ÚLTIMAS NOTICIAS

EMPRESAS DESTACADAS

OPINIÓN

ENTIDADES COLABORADORAS

OTRAS SECCIONES

SERVICIOS