Investigadores de IHCantabria están ensayando una tecnología eólica flotante con menor coste y mayor rendimiento dentro del proyecto europeo Corewind, que integra a equipos de instituciones y empresas de varios países para optimizar estos sistemas. Se trata de una iniciativa subvencionada por la Unión Europea, dentro del programa Horizonte 2020.
Los investigadores del Instituto de Hidráulica Ambiental de la Universidad de Cantabria (IHCantabria) que participan en el proyecto Corewind centran su investigación en dos componentes esenciales, los sistemas de fondeo y el cable dinámico para la extracción de potencia.
Para evaluar el funcionamiento de este tipo de soluciones innovadoras, están realizando ensayos en tres localizaciones distintas, con dos diseños de subestructuras flotantes de hormigón sobre las que descansa una turbina eólica de 15 MW.
Las tres localizaciones se encuentran en Escocia (al oeste de la Isla de Barra), en Gran Canaria y en California (Morro Bay), con unas profundidades de 100, 200 y 870 metros, respectivamente.
Los dos conceptos de hormigón consisten en una plataforma spar, diseñada por el profesor Climent Molins de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), y una plataforma semi-sumergible desarrollada por la empresa del grupo ACS Cobra.
Ensayos experimentales
El grupo de Ingeniería Offshore y Energías Marinas de IHCantabria lidera el paquete de trabajo dedicado a los ensayos experimentales, además de participar activamente en otros como el orientado a optimizar las estrategias de operación y mantenimiento.
«Por un lado, se desarrollan nuevas técnicas que permiten evaluar la accesibilidad tanto de pequeños catamaranes CTV (Crew Transfer Vessel) como de buques SOV (Service Operation Vessel) para planificar estrategias de operación y mantenimiento que reduzcan costes en distintos escenarios. Por otro, se exploran los métodos BIM (Building-in-model), que permiten incorporar la información de la monitorización en tiempo real en campo al resultado de modelos numéricos y, así, poder evaluar el estado actual y futuro de sus activos, con el fin de reducir costes mediante su gestión eficiente», explican los investigadores.
Respecto a los ensayos experimentales, el objetivo es validar el comportamiento dinámico tanto de las líneas de fondeo como del cable sumergido, realizando diversas campañas de ensayos a gran escala.
Cronología
En 2020, los investigadores utilizaron el Gran Tanque de Ingeniería Marítima de Cantabria (CCOB) para testar técnicas punteras «Real-Time Hybrid Model» para turbinas eólicas flotantes, así como métodos de truncado para simular a gran escala aguas profundas y/o grandes huellas en las líneas de fondeo.
En este año 2021, el trabajo se centra en el análisis dinámico, por separado, de una línea de fondeo en catenaria con dos diseños distintos (sólo cadena y cadena-nylon) y del cable sumergido en configuración lazy-wave, a una escala 1/75, simulando los de la plataforma semi-sumergible en la localización con 100 metros de profundidad en Escocia.
Dentro del Canal de Oleaje-Corriente-Tsunamis (COCOTSU) han diseñado una configuración que les permite realizar oscilaciones forzadas que reproducen los movimientos del fairlead, grabando visualmente la cinemática de la línea ensayada al tiempo que se miden las tensiones en sus dos extremos. Los resultados se utilizan para validar el modelo numérico Oasis y así poder extrapolar más adelante los resultados a escala prototipo.
En 2022, el equipo reproducirá este análisis dinámico en todo el sistema de fondeo y el cable sumergido, en conjunto con la plataforma eólica flotante. Estos ensayos se realizan en el Gran Tanque y a mayor escala, truncando las líneas de fondeo.
Por último, y paralelamente, se están llevando a cabo otros ensayos en campo en el laboratorio marino MCTS El Bocal, dirigidos a analizar la evolución de las características de los materiales utilizados, tanto en las líneas de fondeo como en el cable submarino, en una exposición a ambiente marino real para valorar los problemas de corrosión y procesos de biofouling (incrustación biológica).