Estudio geotécnico y de cimentaciones de un parque eólico en el distrito de Chimbán (provincia de Cajamarca, Perú) así como de las plataformas y viales de acceso al mismo

Abstract

[EN] The Master's Thesis consists in a geotechnical and foundation study of a wind farm in the province of Cajamarca, Peru. The park consists of 7 wind turbines with large diameter foundations, which require additional checks than usual in shallow foundations. In the first place, the treatment and analysis of the initial data (surveys, on-site tests and laboratory tests) has been carried out in order to conduct the geotechnical characterization of the park. The geotechnical verification of the foundations includes analytical calculations: bearing capacity, sliding, static and dynamic rotational stiffness, relative turning and settlements, as well as verifications by limiting equilibrium for global stability and finite element models in 3D to verify the likelihood of the results obtained by the other methods. The structural design of the foundations has also been carried out using a finite element model with shell-type elements, in addition to local stress concentration checks. In addition to the foundations, different aspects related to road geotechnics have been studied, such as the stability of the embankment and clearing slopes, the suitability of the excavated soil as borrow material, excavability and the design of the work platform firm. An economic valuation is included to estimate the total cost of the foundation work.

[CA] El Treball Fi de Màster consisteix en l'elaboració d'un estudi geotècnic i de fonamentacions d'un parc eòlic a la província de Cajamarca, Perú. El parc consta de 7 aerogeneradors amb cimentacions de gran diàmetre, que requereixen comprovacions addicionals a les habituals en fonamentacions superficials. En primer lloc, s'ha realitzat el tractament i anàlisi de les dades de partida (sondejos, assajos in situ i assaigs de laboratori) per poder realitzar la caracterització geotècnica del parc. La verificació geotècnica dels fonaments inclou càlculs analítics: enfonsament, lliscament, rigidesa rotacional estàtica i dinàmica, desplaçaments i girs relatiu, així com verificacions mitjançant equilibri límit per estabilitat global i models d'elements finits en 3D per comprovar la bondat dels resultats obtinguts per els mètodes anteriors. S'ha realitzat també el disseny estructural de les cimentacions mitjançant un model d'elements finits amb elements tipus placa, a més de comprovacions de concentració local de tensions. A més dels fonaments, s'han estudiat diferents aspectes relacionats amb la geotècnia vial com l'estabilitat dels talussos de terraplè i de desmunt, aptitud del sòl excavat com a material de préstec, excavabilitat i el disseny del ferm de les plataformes de treball. S'inclou una valoració econòmica per estimar el cost total dels treballs de fonamentació.

[ES] El Trabajo Fin de Máster consiste en la elaboración de un estudio geotécnico y de cimentaciones de un parque eólico en la provincia de Cajamarca, Perú. El parque consta de 7 aerogeneradores con cimentaciones de gran diámetro, que requieren comprobaciones adicionales a las habituales en cimentaciones superficiales. En primer lugar, se ha realizado el tratamiento y análisis de los datos de partida (sondeos, ensayos in situ y ensayos de laboratorio) para poder realizar la caracterización geotécnica del parque. La verificación geotécnica de las cimentaciones incluye cálculos analíticos: hundimiento, deslizamiento, rigidez rotacional estática y dinámica, asientos y giros relativo, así como verificaciones mediante equilibrio límite para estabilidad global y modelos de elementos finitos en 3D para comprobar la bondad de los resultados obtenidos por los métodos anteriores. Se ha realizado también el diseño estructural de las cimentaciones mediante un modelo de elementos finitos con elementos tipo placa, además de comprobaciones de concentración local de tensiones. Además de las cimentaciones, se han estudiado distintos aspectos relacionados con la geotecnia vial como la estabilidad de los taludes de terraplén y de desmonte, aptitud del suelo excavado como material de préstamo, excavabilidad y el diseño del firme de las plataformas de trabajo. Se incluye una valoración económica para estimar el coste total de los trabajos de cimentación.