La Estación de Bombeo del Alcantarillado Genera Energía Eólica

CASO DE ESTUDIO
La Estación de Bombeo del Alcantarillado
Genera Energía Eólica
Bayonne, Nueva Jersey
Historia
Mientras que a Chicago se le conoce como “la
Ciudad de los Vientos”, la región de Nueva York/
Nueva Jersey también es el hogar de algunas
brisas poderosas – y ahora la generación con
energía eólica está entrando al lado oeste del
Puerto de Nueva York.
La Ciudad de Bayonne, Nueva Jersey está en
proceso de instalar una turbina eólica con un
alto de 262 pies que suministrará electricidad
para la Estación de Bombeo del Alcantarillado
de la Calle Oak de Bayonne. La construcción
de la turbina eólica se encuentra en curso a
partir del mes de Septiembre de 2010, bajo la
dirección de la Autoridad de Servicios Públicos
Municipales de Bayonne (Bayonne MUA –
Autoridad de servicios públicos municipales).
Cuando se termine el proyecto de la torre
eólica de Bayonne de $5.6 millones, será la
turbina eólica más grande en Nueva Jersey en
las afueras de Atlantic City. Se estima que esta
nueva estructura empiece a producir suficiente
energía para alimentar la planta de aguas
residuales adyacente en Noviembre de 2010.
Todos los proyectos eólicos tienen costos de
capital iniciales de importancia, pero se espera
que este proyecto eólico eventualmente se
pague por sí solo. Con una tasa de retorno
anual esperada del 10%, se estima que la
turbina eólica genere 9 millones en ahorros y,
un ingreso adicional durante los siguientes 20
años –ahorros tanto en los costos como para la
MUA de Bayonne que ya no necesitará comprar
energía para operar la estación del alcantarillado,
como por los ingresos por la venta de la energía
excedente generada por la turbina eólica
(aproximadamente $150,000 anuales).
Especificaciones
El proyecto de la Estación de Bombeo de
Variedad de productos única
Disponibilidad de materiales
la Calle Oak, consiste de una turbina eólica
sencilla con un distribuidor de un alto de 262
pies y un radio de aspa de aproximadamente
135 pies. En cuanto se termine, se espera que
la turbina tenga la capacidad de alimentar
a la estación de bombeo y compensar
aproximadamente 1,000 toneladas de dióxido
de carbono anualmente.
Para lograr la rigidez y las especificaciones
de la capacidad de carga de los fabricantes
de la turbina, este proyecto requiere de una
cimentación con tramos de pilotes Hp de 1
x 181 hincados por sus extremos en el lecho
rocoso o rígido, o de caissons (pilas largas)
barrenadas. Un encepado de concreto de las
cabezas de pilotes con un diámetro en la base
de la torre de alrededor de 30 pies transfiere
las cargas de la torre hacia los pilotes.
Dado que al momento en que se proyectó el
Capacidades de fabricación
Beneficios del Producto
•Una forma uniforme permite una
instalación fácil
•El peso por pie del HP 18 x 181 es 7%
más ligero que el de su contraparte de
brida ancha
•La solución de un solo empalme
permite extensiones de viga más
rápidas
•Los empalmes personalizados permiten
el empalmado rápido en campo, con
tasas de producción más rápidas en el
sitio de trabajo
•Capacidad axial mejorada gracias a
un soporte mayor y a la fricción en la
superficie
•Mayor resistencia a la flexión
•Se dispone de puntos para las
condiciones de hincado en duro
Aplicaciones innovadoras y experiencia en ingeniería
CASO DE ESTUDIO
Energía Eólica
Socios del Proyecto
VERT.
23
24
1
VERT.
2
22
1: 7
3
1: 7
VERT.
21
VERT.
Propietario/ Ingeniero
Autoridad de Servicios Públicos
Municipales de Bayonne (Bayonne MUA)
1: 7
1: 7
VERT.
4
20
1: 7
5
1: 7
19
6
VERT.
18
7
1: 7
VERT.
1: 7
8
17
Contratista General
Fai-Gon Electric
VERT.
9
16
VERT.
1: 7
10
15
1: 7
14
13
12
VERT.
11
VERT.
1: 7
1: 7
VERT.
Contratista de la Cimentación Principal
HC Constructors Inc.
Subcontratista de Pilotes
MG Forge Construction LLC
Ingeniero
Hatch Mott MacDonald (HMM)
Productos
diseño, la firma de ingeniería no estaba al tanto
que Skyline Steel ofrecía tramos de pilotes H
de 18 pulgadas, originalmente, en el diseño de
ingeniería se propuso a los de Brida Ancha (W14
x 193). En vez de los de Brida Ancha, Skyline Steel
tenía la capacidad de suministrar el nuevo pilote
HP18, el cual se caracteriza por tener un peso
menor y una mayor capacidad.
La Ventaja de Skyline Steel
El contratista general del proyecto, Fai-Gon
Electric, eligió a Skyline Steel como el proveedor
de la cimentación del Proyecto debido a que
ellos sugirieron el uso de los pilotes más
grandes HP18 y porque su equipo de ingeniería
había trabajado muy de cerca en este proyecto
con los ingenieros de diseño. Estos tramos más
largos fueron ideales para este proyecto, ya que
permitían un mayor espaciamiento entre ellos
y estaban mejor equipados para las condiciones
subterráneas del sitio.
El tipo de roca encontrada bien por debajo de
la superficie en el sitio del proyecto no tenía la
suficientemente integridad ni capacidad para la
aplicación de barras encordadas consideradas
originalmente. En lugar de los productos alternos,
Skyline Steel recomendó al producto HP18 para la
cimentación por su mayor capacidad de anclaje y
Skyline Steel, LLC
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mejor capacidad de carga.
Se realizó una prueba de compresión estática
que consistió del hincado en roca de dos pilotes
de prueba. La carga de diseño del pilote fue de
180 toneladas. La prueba se realizó a 200% del
diseño o a 360 toneladas, esto de conformidad
con el “Método Rápido” ASTM D1143. El equipo
de ingeniería de Skyline Steel trabajó con los
ingenieros del proyecto para desarrollar el diseño
final de la cimentación para la turbina eólica,
el cual incluyó un patrón alterno de pilotes H
verticales y pilotes inclinados alrededor de la
cimentación. Este arreglo proveyó la capacidad de
carga apropiada y satisfizo los requerimientos de
estabilidad de la turbina eólica.
La eficiente red de ubicaciones de inventario de
Skyline Steel permitió realizar una entrega rápida
del producto al sitio en las cantidades necesarias,
y el equipo de ingeniería de Skyline Steel pudo
aprovechar sus relaciones existentes con otros
ingenieros en el proyecto para servir como un
socio pleno para el éxito del proyecto.
Programación
El proyecto se programó originalmente para
que se terminara en Julio de 2010. Después
de experimentar unas pocas demoras debido
Producto
Pilotes H: HP18 x 181
Empalmes
Grados de Acero
ASTM A572 Gr. 50
Cantidad
24 Pilotes; 148 toneladas
Capacidad de Carga
180 toneladas
a imprevistos, el programa se ajustó para
Noviembre del 2010.
Materiales de Referencia Adicionales
Estadísticas, proyecciones financieras y otra
información de antecedentes del proyecto
de la turbina eólica de Bayonne en parte se
obtuvieron de las siguientes fuentes:
•Reporte previo de la Factibilidad de energía
eólica para Bayonne – Mayo 2007. Preparado
por Hatch Energy, Hatch Mott McDonald.
•New York Times. “Las Turbinas Eólicas Están
Entrando a Nueva York, y No Solo en Costa
Fuera”. Patrick McGeehan, 16 de Agosto de
2010.
Para preguntas técnicas y soporte de ingeniería, favor enviarnos un correo electrónico
a: engineering@skylinesteel.com.