Ground bearing pressure
en izajes eólicos

¿Qué es el ground bearing pressure?

El ground bearing pressure (GBP), o presión al suelo, es la carga por unidad de área que transmiten los apoyos de una grúa al terreno durante una operación de izaje. Se expresa habitualmente en toneladas por metro cuadrado (t/m²) o en kPa (kilopascales), siendo 1 t/m² ≈ 9,81 kPa.

En una grúa todo terreno (AT) de gran capacidad —como las que se usan para montar aerogeneradores—, la carga total del equipo más la carga suspendida se distribuye a través de los outriggers (estabilizadores extensibles). Cada outrigger transmite su carga a través de una placa de apoyo (outrigger pad) al suelo. El GBP depende de la carga en cada outrigger y del área de contacto de la placa.

Durante el izaje de la nacelle de un aerogenerador de 3 MW, por ejemplo, la carga total sobre un outrigger cargado puede superar las 200 toneladas. Si la placa mide 1 m², el GBP resultante es de 200 t/m². Un suelo rural típico sin refuerzo tolera entre 10 y 30 t/m². La diferencia es enorme y explica por qué el análisis de GBP es obligatorio antes de posicionar la grúa.

¿Por qué es especialmente crítico en parques eólicos?

En proyectos industriales tradicionales —plantas, refinería, puertos—, la grúa generalmente opera sobre pavimento de hormigón o bases preparadas con capacidad portante conocida y certificada. En parques eólicos, la situación es completamente distinta:

• Terreno rural sin pavimentar: los aerogeneradores se instalan en campos, mesetas o serranías. El suelo puede ser arcilla, arena, roca fragmentada o una combinación variable según la posición.
• Variabilidad geológica: en un mismo parque de 20 aerogeneradores, la capacidad portante puede variar entre 5 y 60 t/m² dependiendo del punto. No existe un valor único para todo el sitio.
• Accesos estrechos: los caminos de acceso a cada aerogenerador también deben soportar el tránsito de la grúa AT, que en configuración completa puede pesar más de 600 toneladas entre equipo y cargas.
• Humedad y estacionalidad: en regiones con lluvias o deshielo, la capacidad portante del suelo puede reducirse drásticamente en ciertas épocas del año.

Un terreno que parece firme puede ceder ante cargas que superan 5 veces su capacidad portante real. En izajes eólicos, el análisis de GBP no es un trámite: es lo que separa una operación segura de un accidente catastrófico.

Cómo se calcula el GBP en la práctica

El cálculo del GBP para un izaje eólico sigue este proceso:

1. Obtener las cargas de outrigger de la grúa: el fabricante de la grúa AT provee tablas o software (como el LICCON de Liebherr o el LICCON-2) que calculan la carga en cada outrigger según la configuración de pluma, el radio de trabajo, el peso de la carga suspendida y la posición angular de la pluma. Este es el punto de partida.
2. Definir el área de la placa de apoyo: las placas de outrigger estándar suelen ser cuadradas de 1 m × 1 m. Para distribuir mejor la carga, se agregan tablones de madera dura (timber mats) o placas de acero apiladas que amplían el área efectiva de distribución.
3. Calcular el GBP resultante: GBP = Carga en outrigger (t) / Área de contacto (m²). Con tablones de madera o placas intermedias, la carga se distribuye sobre un área mayor por efecto de difusión en el material, y el GBP llega al suelo reducido.
4. Comparar con la capacidad portante del suelo: se obtiene mediante ensayo SPT (Standard Penetration Test), ensayo de placa o estudio geotécnico del proyecto. Si el GBP calculado supera la capacidad portante admisible con el factor de seguridad requerido (típicamente 1,5 a 2), se deben implementar medidas de refuerzo.

Soluciones cuando el suelo no aguanta

Cuando el GBP calculado supera la capacidad portante del terreno, existen varias soluciones. La elección depende de la diferencia entre la carga y la capacidad del suelo, de la disponibilidad de materiales en el sitio y del tiempo disponible:

Timber mats (tablones de madera)

La solución más utilizada en parques eólicos argentinos. Consiste en colocar capas de tablones de madera dura (generalmente eucaliptus o quebracho, de 150 a 200 mm de espesor) bajo los outriggers. Los tablones distribuyen la carga sobre un área mayor. Un mat de 3 m × 3 m reduce el GBP en un factor de 4 a 9 respecto a la placa de 1 m². La madera también funciona bien sobre terrenos blandos porque tiene capacidad de deformarse sin colapsar bruscamente.

Placas de acero (steel plates o cribbing)

Placas de acero de alta resistencia (típicamente 20 a 40 mm de espesor) colocadas bajo los outrigger pads. Tienen mayor capacidad de distribución que la madera en terrenos con cierta dureza superficial y son reutilizables entre aerogeneradores. En terrenos muy blandos, sin embargo, se hunden localmente y pierden efectividad sin una capa de tablones debajo.

Base de hormigón o cama de gravilla compactada

Para posiciones con suelo muy deficiente (arcillas blandas, suelos orgánicos), la solución es construir una base temporal: ya sea una losa de hormigón de 20 a 30 cm sobre terreno preparado, o una cama de gravilla compactada de 30 a 50 cm. Estas soluciones demandan más tiempo y costo, pero garantizan estabilidad en condiciones extremas. Se utilizan especialmente en zonas del norte argentino con suelos con alto contenido de arcilla expansiva.

Conclusión

El análisis de ground bearing pressure no es un paso opcional en la planificación de izajes eólicos: es uno de los entregables fundamentales del plan de izaje. Un GBP mal calculado o ignorado puede provocar el asentamiento diferencial de los outriggers, la pérdida de control de la carga y, en el peor caso, el vuelco de la grúa con consecuencias fatales.

La clave está en no asumir homogeneidad del terreno: cada posición de aerogenerador debe analizarse individualmente, con los datos reales del estudio geotécnico del proyecto y con las cargas reales de la configuración de grúa elegida para ese izaje.