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Reabilitação acessos parques eólicos Iberwind
- 1. Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind Orientador: Eng.º Ângelo jacob Supervisor: Eng.º Tiago Silva Mestrado em Engenharia Civil, Ramo de Infraestruturas 3 de Novembro de 2015 Catarina Ruano Meireles 1070023
- 2. Objetivos e Metodologia Levantamento das anomalias dos acessos Projeto de reabilitação e manutenção Planos e estimativas de orçamentação Elaboração da metodologia de inspeção, manutenção e reabilitação A metodologia adotada sustentou-se em estudos prévios e conhecimento técnico adquirido durante todo o processo de levantamento por observação e entrevistas No que diz respeito à bibliografia de apoio à obra de reabilitação e idealização da metodologia de manutenção, esta foi adaptada de manuais americanos e sul- africanos, seguindo sempre a lógica das boas práticas portuguesas adquiridas ao longo do curso Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 2
- 3. Estrutura do Relatório de Estágio Enquadramento da empresa e do estágio Enquadramento histórico e económico da Energia Eólica Fases de construção de parques eólicos Técnicas de reabilitação e conservação Levantamento de campo dos 175 km de acessos Patologias registadas (Pavimento e Drenagem) Soluções de reabilitação e manutenção Metodologia de Inspeção, Manutenção e Reabilitação Conclusões e desenvolvimentos futuros Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 3
- 4. Enquadramento da Empresa O Grupo Iberwind é um promotor de energia eólica que tem como principais atividades a promoção, desenvolvimento e exploração de parques eólicos. Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 4
- 5. Enquadramento histórico e económico Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 5 James Blyth 1887 Charles F. Brush 1887 Ecológico Redução CO2 Inesgotável Rentável Impactes Ambientais Inconstante Investimento inicial elevado
- 6. Construção de parques eólicos Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 6 Montagem do estaleiro e sinalização da obra; Trabalhos de desmatação e limpeza da área de implementação; Melhoramento dos acessos ao futuro parque eólico; Terraplenagens necessárias aos acessos dos aerogeradores e plataformas de montagem; Abertura das valas de fundação dos aerogeradores; Abertura das valas para a posterior colocação dos cabos eléctricos; Fundações do edifício de comandos e subestação eléctrica; Betonagem das fundações dos aerogeradores; Montagem da torre, nacelle e pás por esta ordem; Comissionamento dos aerogeradores (testes de 240h contínuas); Trabalhos finais de recuperação da paisagem.
- 7. Condicionantes geométricas e construtivas dos acessos Traçado da via (Pendente até 7%, Raio de curvatura superior a 100 m) Perfil transversal (Largura da via de 5 m, Inclinação a 2 águas de 2%) Pavimento (ABGE ou ABGEc, 2 camadas de 15 cm, Compactação a 97%) Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 7
- 8. Técnicas de reabilitação e conservação Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 8 Resíduos provenientes de Construção e Demolição (RCD) Normas para agregados reciclados do LNEC Especificações do caderno de encargos das estradas de Portugal Misturas de ABGE com cimento testadas pela Portland Cement Association
- 9. Técnicas de reabilitação e conservação Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 9
- 10. Reconhecimento de campo Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 10 Zona NORTE Zona CENTRO Zona SUL
- 11. Possíveis causas Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 11 • Qualidade construtiva • Manutenção • Tráfego• Climatéricas Pluviosidad Gelo Erosão Passagem de pesados Desportos motorizados Pendente Valetas PH e orgãos Vegetação Valetas PH e orgãos
- 12. Patologias do pavimento Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 12 Pó Ninhos Insuficiência de finos Falta de material Abatimentos Ondulação Rodeiras Fendas longitudinais Fendas transversais Fendas por fadiga Acumulação de água na via Acumulação água na raquete
- 13. Patologias do pavimento Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 13 Pó Ninhos Insuficiência de finos Falta de material Abatimentos Ondulação Rodeiras Fendas longitudinais Fendas transversais Fendas por fadiga Acumulação de água na via Acumulação água na raquete PE Meroicinha PE Degracias e Rabaçal PE N. S. Vitória
- 14. Patologias do pavimento Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 14 Pó Ninhos Insuficiência de finos Falta de material Abatimentos Ondulação Rodeiras Fendas longitudinais Fendas transversais Fendas por fadiga Acumulação de água na via Acumulação água na raquete PE Lomba da Seixa
- 15. Patologias do pavimento Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 15 Pó Ninhos Insuficiência de finos Falta de material Abatimentos Ondulação Rodeiras Fendas longitudinais Fendas transversais Fendas por fadiga Acumulação de água na via Acumulação água na raquete PE Todo o Mundo PE Candeeiros
- 16. Patologias do pavimento Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 16 Pó Ninhos Insuficiência de finos Falta de material Abatimentos Ondulação Rodeiras Fendas longitudinais Fendas transversais Fendas por fadiga Acumulação de água na via Acumulação de água na raquete PE Degracias e Rabaçal PE Chão Falcão III
- 17. Patologias de drenagem Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 17 Drenagem longitudinal Valetas cobertas de material Valetas com vegetação Acumulação de água nas valetas Valetas deterioradas Drenagem Transversal PH – caixa de recolha assoreada PH – caixa de recolha e/ou boca de saída deteriorada
- 18. Patologias de drenagem Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 18 Drenagem longitudinal Valetas cobertas de material Valetas com vegetação Acumulação de água nas valetas Valetas deterioradas Drenagem Transversal PH – caixa de recolha assoreada PH – caixa de recolha e/ou boca de saída deteriorada PE Leomil PE S. Macário
- 19. Patologias de drenagem Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 19 Drenagem longitudinal Valetas cobertas de material Valetas com vegetação Acumulação de água nas valetas Valetas deterioradas Drenagem Transversal PH – caixa de recolha assoreada PH – caixa de recolha e/ou boca de saída deteriorada PE N.S.Vitória PE Malhadizes PE Pampilhosa (N)
- 20. Patologias de drenagem Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 20 Drenagem longitudinal Valetas cobertas de material Valetas com vegetação Acumulação de água nas valetas Valetas deterioradas Drenagem Transversal PH – caixa de recolha assoreada PH – caixa de recolha e/ou boca de saída deteriorada PE Freita PE Lousã I
- 21. Soluções de Reabilitação - Pavimento Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 21 ABGE com 5% de cimento Inclinações acentuadas Zonas baixas Anomalias recorrentes ABGE simples Espessura de pavimento insuficiente Regularização da pendente transversal Pavimento fléxivel Acessos partilhados ou de interesse municipal Extensões superiores a 10 km Acessos em condições urgentes Espalhadora Cilindro
- 22. Soluções de Reabilitação - Drenagem Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 22 Drenagem longitudinal – Valetas Execução de valetas em pedrapleno assente em argamassa Limpeza e/ou reperfilamento de valetas existentes em terra Argamassar valetas existentes em pedra solta Drenagem transversal – PH e respetivos orgãos Execução de passagem hidráulica nova Execução de caixa de recolha a montante e boca de saída a jusante Limpeza das caixas de recolha e bocas de saída das passagens hidráulicas
- 23. Soluções de Reabilitação - Manutenção Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 23 Limpeza das caixas de recolha e bocas de saída das PH Limpeza de valetas existentes Reperfilar valetas em terra Corte e limpeza de vegetação Tapamento de cavidades
- 24. Metodologia de Inspeção, Manutenção e Reabilitação Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 24 Periodicidade das inspeções Material de apoio genérico Levantamento de anomalias Compreensão da problemática Tratamento da informação Estimativa orçamental Complementarização da ficha de inspeção Mapa de trabalhos e quantidades Peças desenhadas Pedido de orçamento Adjudicação Fiscalização dos trabalhos • PE Leomil, Moimenta da Beira 2008 • 7 aerogeradores com 16,1 MW • 4 eixos com 7.747 m extensão total • Solos graníticos, Altmáx de 1011 m
- 25. Conclusões e Desenvolvimentos Futuros Inspeção bianual obrigatória e manutenção mínima dos acessos Sentido crítico na interpretação e resolução dos problemas dos acessos; Utilização do material e nomenclatura corretas As soluções escolhidas devem ser ponderadas pelo seu cariz económico-financeiro mas também pela necessidade imediata Pedido de garantia de 2 anos em qualquer trabalho de reabilitação ou manutenção contratado de modo a precaver falhas de parte a parte O arquivo criado a partir de 2015 deve ser acrescido todos os anos com as fichas de inspeção, relatórios de reabilitação e projetos adjudicados de forma a criar uma base de dados de apoio ao futuro dos parques Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 25
- 26. Obrigada pela atenção! Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind 26
Notas do Editor
- Boa tarde, gostaria de começar por cumprimentar a mesa O meu relatório intitula-se de Estudo e Projeto de Reabilitação dos Acessos aos Parques Eólicos da Iberwind, foi orientado pelo Eng. Ângelo Jacob e supervisionado pelo Eng. Tiago Silva que não pode estar presente.
- Os principais ojetivos do relatório consistiram no levantamento das anomalias dos 175 km de acessos dos 31 parques da Iberwind Na realização do projeto de reabilitação e respetivos constituintes bem como na estimativa orçamental de apoio à decisão. Paralelamente foi criada uma metodologia de Inspeção, Manutenção e Reabilitação. A metodologia adotada sustentou-se em estudos prévios e entrevistas realizadas. A bibliografia existente consiste em manuais de manutenção de redes viárias de alguns países com uma considerável percentagem de estradas não pavimentadas na sua rede viária.
- A estrutura desta apresentação segue a do relatório de estágio, com o enquadramento do estágio na empresa e da própria energia eólica. A construção dos parques eólicos é fundamental para a compreensão da problemática dos acessos na fase de operação São abordados alguns conceitos teóricos de técnicas de reabilitação e conservação de acessos Segue-se o enquadramento do levantamento de campo das anomalias Apresentando-se algumas das patologias detetadas, possíveis causas e soluções Por fim é apresentada a metodologia idealizada para apoiar a equipa de campo da Iberwind
- O grupo Iberwind é um promotor de parques eólicos criado após a aquisição da Enersis S.A. em 2009 pela Magnum. cuja equipa de campo conta com 29 técnicos especializados do total de 70 colaboradores da empresa. Esta equipa é formada nas áreas de segurança,saúde e infraestruturas elétricas e o seu trabalho consiste no acompanhamento de trabalhos de manutenção nos aerogeradores e otimização da produção elétrica 365dias por ano. É por isso natural que utilizem os acessos diarimente e na maioria das vezes em condições climatéricas más em plena madrugada, são eles os principais interessados na preservação dos acessos dos PE que operam.
- Já no séc XX a NASA desenvolveu um projeto de ligação de aerogeradores à rede de distribuição e começaram aí a ser construídos os primeiros parques eólicos. O modelo moderno de eixo horizontal constituído pela torre, nacelle e 3 pás que rodam com o vento fazendo girar o eixo ligado ao gerador que por sua vez transforma essa energia mecânica em energia elétrica que é depois direcionada e injetada na rede. Como tudo tem as suas vantagens e desvantagens, sendo a principal para o meio ambiente sendo que se trata de uma energia limpa e inesgotável possibilitando a diminuição das emissões de CO2 mas tem no entanto impactes relacionados com o ruído e a alteração da paisagem. Trata-se de um investimento com uma total garantia de retorno ainda que o investimento inicial seja avultado, no nosso país é cerca de 1 a 1,5 M€ por MW. Podemos ver, no gráfico abaixo, a evolução desses investimentos em Portugal. Sendo que atualmente temos uma potência total instalada de quase 5000 MW.
- É importantante compreender a construção dos parques eólicos para perceber os problemas dos acessos na fase de operação. Antes das obras os promotores passam pelas fases de prospeção do local, projeto de diferentes especialidades, licenciamento e financiamento. FIGURAS!! Terraplenagens, vala de cabos, Armadura das sapatas dos aerogeradores, Montagem dos componentes dos aerogeradores. Por fim são feitos os trabalhos de recuperação da paisagem exigidos pelo EIA e os acessos são finalizados e muitas vezes descurados.
- As condicionantes geométricas dos acessos ao nível do traçado dos acessos externos e internos do parque são essenciais para a entrega do componentes maiores dos aerogeradores. O raio de curvatura é condicionado pela passagem das pás e inclinação não deve ser superior a 7% para garantir a tração dos veículos de transporte. O perfil tranversal ideal para garantir o correto escoamento das águas pluviais é o da figura com a pendente transversal de 2% na direção das valetas de dimensões ideais de 1,20 por a,40 de profundidade. A constituição do pavimento é de 2 camadas de 15cm de material granular compactadas a 97%. No caso de inclinações superiores a 7% é aconselhável a utilização da mistura de ABGEc. Este corte transversal inclui uma passagem hidráulica com 600 mm de diãmetro e respetiva caixa de recolha e boca de saída.
- Algumas das técnicas de reutilização de materiais granulares reciclados nos pavimentos incluem RCD’s cujas características devem obedecer ás normas definidas pelo LNEC bem como às especificações do Caderno de Encargos das Estradas de Portugal.Uma forma de combater o curto período de vida útil dos pavimentos granulares é pelas misturas de ABGE com 3 a 7% de cimento, que segundo a Portland Cement Association permite uma resistência à compressão simples aos 7 dias entre 300 a 800 kPa. As técnicas manutenção deste tipo de acessos recorre à utilização de fichas de inspeção que são muito úteis para a documentação e compreensão das patologias.
- Podemos ver aqui alguns exemplos de fichas de inspeção como é o caso do método PATORREB para edifícios onde se apresenta a anomalia, respetivas medições, possíveis causa e soluções. Da mesma forma o método criado por militares americanos define a inspeção de estradas não-pavimentadas avaliando as anomalias detetadas. O terceiro exemplo consiste na ficha criada para tablets e telefones e utilizada por mim para o levantamento. Simplifica o processo com listas de anomalias, severidade, causas e soluções complementadas pela localização nos acessos e fotografias.
- O levantamento de campo das anomalias dos acessos foi realizado a toda a extensão da rede viária da Iberwind com o apoio dos operadores de cada parque e supervisores de cada zona, Norte, Centro e Sul. Cada zona apresenta algumas condicionantes comuns. Os solos graníticos característicos da zona Norte tornam a execução de valetas numa tarefa mais dispendiosa. As condicionantes climatéricas são consideráveis com maior incidência de neve. A zona centro é caracterizada por solos xistosos facilmente fraturáveis e por isso é comum a acumulação desse material nas valetas, que são na sua maioria em pedra incorretamente argamassada. Os parques da Lousã também sofrem com o gelo/degelo em alguns troços. Na zona Sul a pluviosidade não é tão problemática como a erosão como é o caso do parque da Senhora da Vitória situado numa praia da Nazaré. Os restantes parques são caracterizados por calcários com exceção do parque de Todo o Mundo de solos basálticos.
- Podemos fazer a ligação entre as possíveis causas que são por vezes patologias em si mesmas, estando tudo diretamente relacionado com a pluviosidade. As condicionantes climatéricas de cada zona são exarcebadas pela prática de rally’s e pelo tráfego ainda que muitíssimo reduzido. Da mesma forma a qualidade construtiva do pavimento e principalmente dos orgãos de drenagem associadas à crónica falta de manutenção por parte dos operadores danificam continuamente os acessos granulares.
- Os ninhos ou covas são a patologia mais comum e a consequência para o pavimento de todas as causas referidas. No exemplo de degracias temos uma zona baixa de acumulação de água na via que cria ninhos extensos. É importante referir que todas as patologias acabam por estar interligadas sendo causas de outras.
- A ondulação é fenómeno comum em estradas pavimentadas mas apenas foi detetada no parque de Lomba da Seixa causado pela conjugação do gelo/degelo com a tração dos veículos
- É possível observar, neste exemplo de Todo o Mundo o desenvolvimento das rodeiras, criadas pela passagem dos rodados, para fendas longitudinais criadas pelas águas de escorrência por não existir a devidada drenagem e pendente que a direcione.
- As raquetes dos aerogeradores são os acessos circundante à torre utilizados pelas equipas de manutenção que pela passagem e permanência criam zonas de acumulação de água que seriam ecoadas caso existicem as devidas valetas e passagens hidráulias para as escoar para as encontas. A permanência de água nestes locais pode ser eventualmente nocivo para as fundações.
- As soluções de reabilitação do pavimento incluem a referida mistura de ABGE com 5% de cimento em inclinações mais acentuadas, zonas baixas ou de anomalias recorrentes. O ABGE simples, sendo mais económico deve ser utilizado para regularizar zonas com espessura insuficiente bem como a pendente transversal. É possível também a combinação das duas sendo que devidamente regadas e compactadas as camadas de sub-base de ABGE e de base ou desgaste com a mistura de cimento. A opção do pavimento fléxivel seria ideal devido à sua durabilidade não é no entanto possível devido a questões ambientais e orçamentais. É aconselhável em troços de interesse partilhado com recorrentes patologias em extensões consideráveis.
- A drenagem está na base da resolução das causas das patologias detetadas ao longo do estágio. As soluções propostas passam pela execução de troços de 20m na envolvente da caixa de recolha para melhorar as condições de escoamento e a limpeza e reperfilamento de valetas em terreno natural para garantir o escoamento necessário. A construção de passagens hidráulicas recai sobre a escolha criteriosa do local bem como a correta execução dos respetivos elementos a montante e a jusante. A limpeza das caixas de recolha muitas vezes assoreadas é essencial para a correta drenagem de todos os orgãos.
- É possível observar nas figuras as condições criadas pela falta de manutenção e facilmente controláveis por inspeções periódicas e algum trabalho de limpeza dos próprios operadores ou equipas contratadas localmente.
- A metodologia criada consistiu na elaboração de uma ficha e respetivo manual de boas práticas que define que as inspeções devem ser bi-anuais balizando o Inverno, antes e após. Define o material de apoio a utilizar no levantamento das anomalias. Define e explica a problemática transversalmente para a poiar a tomada de decisão. Inclui a utilização da ficha de inspeção como memória descritiva à qual são anexadas as peças desenhadas trabalhadas de forma simples em Pdf. De igual forma são dados conselhos referentes à fiscalização dos trabalhos a serem supervisionados pelos operadores e um manual de trabalho com roçadeiras para incentivar a limpeza da vegetação pelos mesmos.