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
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.
La torre, de 66 m de altura, tenía una geometría en planta con las dimensiones indicadas en la figura 1.
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.
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.
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.
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.
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.
Las principales afecciones a considerar fueron:
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).
Los elementos críticos, ordenados según la distancia a la voladura, se muestran en la tabla 1.
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:
Se establecieron para el control cuatro puntos de medición en los puntos más sensibles del entorno. Estos se muestran en la imagen 11.
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.
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.
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.
El barreno tipo empleado fue de 1,375 metros de longitud y Ø 32 mm, compuesto de:
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.
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).
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).
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.
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.
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.
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