En este vídeo se pueden ver las operaciones de construcción de las cimentaciones del parque eólico marino Formosa 2 en Taiwan, con una potencia instalada de 376 MW.
Durante dos años, los equipos de la empresa Jan de Nul instalaron los jackets de cimentación de 47 aerogeneradores marinos, en aguas de calado máximo 55 m, utilizando 188 pilotes tubulares metálicos de hasta 79 m de longitud hincados mediante martillo hidráulico, 4 cables de exportación y 47 cables entre aerogeneradores.
Hoy voy a presentar un caso real de cimentación de aerogeneradores marinos mediante monopilotes tubulares metálicos hincados en el lecho marino mediante martillo hidráulico. Se trata del parque eólico marino Walney 2 instalado a unos 15 km al oeste de Barrow-in-Furness, en el Mar de Irlanda al noroeste de Inglaterra.
Parque eólico Walney 2
Se utilizó un martillo hidráulico IHC S-2000 Hydrohammer® para instalar 51 monopilotes, con un diámetro de 5,2 metros en su extremo superior, por la empresa Ballast Nedam Offshore B.V. de los Países Bajos que utilizó su propio buque insignia HLV (Heavy Lift Vessel) Svanen. Este catamarán autopropulsado tiene una capacidad de elevación de 8.700 toneladas.
Mandatory Credit: Photo by Global Warming Images/Shutterstock (1982765a) The Walney Offshore Windfarm project. the massive monopiles that are hammered 30 metres into the seabed to anchor the wind turbine.
Por cada aerogenerador se introduce un pilote tubular metálico de más de 800 toneladas a unos 30 m de profundidad en el fondo del mar. El diámetro superior de estos pilotes es de 5,2 metros, el diámetro inferior es de 6,5 metros. La longitud total del pilote es de aproximadamente 70 metros. Con su impacto de 2.000 kNm, el IHC S-2000 Hydrohammer® puede proporcionar suficiente energía para penetrar varias capas de cimentación diferentes.
En el siguiente vídeo se puede ver una secuencia de imágenes tomadas en continuo durante 24 horas durante la instalación de dos monopilotes. Después de terminar la hinca del primero, el barco se desplaza hasta la posición el segundo, dejando el primero señalizado, casi a ras del agua.
HInca de dos monopilotes en secuencia de 24 horas
Encima de cada monopilote se instaló una pieza de transición (pintada de amarillo) que, entre otras cosas, sirve como base para la torre de la turbina y para optimizar la verticalidad.
Piezas de transición listas para instalar
Cada una de estas turbinas Siemens SWT-3.6-120 proporciona 3,6 MW de energía. La envergadura/diámetro del rotor se aproxima a los 120 m. La altura de la turbina en su totalidad es de 150,2 metros. La potencia total instalada en el parque es 183,6 MW.
Agradecimientos: Información e imágenes tomados de páginas web y YouTube de IHC, Ballast Nedam Offshore y Power-technology.com.
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Una parte importante de las cimentaciones de aerogeneradores y otras estructuras offshore en aguas no demasiado profundas se realizan mediante monopilotes tubulares metálicos hincados en el lecho marino. El método de hinca más utilizado es mediante martillos metálicos sumergibles, pero también se hincan mediante vibradores.
Las dimensiones de los aerogeneradores marinos se van incrementando rápidamente. Se están poniendo en servicio turbinas de 10 y 13 MW y ya se están diseñando y fabricando otras mucho más grandes, de 15 y 18 MW. El motivo es que los propietarios y explotadores de los parques eólicos marinos presionan a los fabricantes de los aerogeneradores para incrementar su potencia de modo exponencial, puesto que los costes de instalación y montaje no aumentan en la misma proporción y eso permite abaratar el precio de la energía vendida.
Este incremento en el tamaño de los aerogeneradores conlleva un incremento en el tamaño de los monopilotes de cimentación, lo que requiere de medios más potentes para su instalación, principalmente martillos hidráulicos sumergibles mucho más grandes. La carrera de los fabricantes de aerogeneradores se ha trasladado por tanto a los fabricantes de martillos, lo que ha abierto a su vez las opciones a la hinca por vibración.
Estas son las ventajas de la hinca por vibración:
Hincas más rápidas.
Nivel de ruido inferior.
Elevación del monopilote e hinca en una sola secuencia.
Menos fatiga y vida útil más larga de los monopilotes.
Ahorro de material, menos espesor de acero en el monopilote.
Permite extraer pilotes en desuso.
Una desventaja de la hinca por vibración es que no es tan sencillo comprobar la carga última del monopilote instalado, mientras que en los hincados mediante martillo sí que se puede comprobar mediante pruebas de carga dinámica (DLT) instrumentando el pilote y dando golpes con el martillo. La solución para garantizar la resistencia del monopilote hincado por vibración es dar unos golpes finales con un martillo para asegurar su resistencia y realizar entonces las pruebas DLT.
Los vibradores empiezan a ser también gigantescos, como se puede ver en el modelo que muestra la web del fabricante especializado holandés Dieseko, que puede hincar monopilotes de hasta 8 m de diámetro. En el siguiente vídeo, también de Dieseko, se explican sus funcionalidades.
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Más información sobre energía eólica en España en la web de AEE.
