¡Hola lectores! No estoy muerto ni de fiesta. El caso es que este es un mes muy largo: informes, valorizaciones, resfriados … pero de todos modos no estamos hablando de mí aquí. Hoy quiero hablarles sobre los principales tipos de estructuras que se utilizan en las plataformas marinas.
Como se puede imaginar, la reducción de las reservas superficiales de petróleo y gas en tierra y en alta mar obliga a los ingenieros de todo el mundo a desarrollar nuevos tipos estructurales y avances tecnológicos, lo que permite ahorrar mayor profundidad y aprovechar al máximo estas reservas de recursos, que fueron no accesible hasta no hace mucho.
Estas plataformas de aguas profundas, llamadas plataformas marinas, carecen de acceso directo desde tierra firme. Debido al uso de diferentes tecnologías, soluciones únicas y específicas en muchos casos y soporte para diversas condiciones climáticas, no pueden estar dentro de la enorme área azul. Quédese quieto .
Estructuras directas o fijas
Primero, una estructura directa o fija puede ser la “más simple” de entender a priori. Son plataformas directamente fijadas al fondo marino y permanecen fijas. Al igual que en muchas otras infraestructuras, hay diferentes formas de afrontarlo, la elección depende de cada situación concreta, la profundidad es uno de los criterios más críticos.
Estructuras de Gravedad (GBS)
Son estructuras de soporte y, por su propio peso, pueden fijarse en su lugar. Por lo general, están hechos de hormigón armado, que contiene una serie de pequeñas celdas o espacio libre interno, que puede controlar la flotación (o flotabilidad) hasta que se coloca en su lugar.
Sin embargo, por algunas razones obvias, y aunque siempre hay excepciones, estas estructuras generalmente no se utilizan a profundidades superiores a los 300 metros. Un ejemplo es la gran plataforma Troll A en Noruega, con una profundidad de 472 metros, en la que las condiciones extremas del Mar del Norte obligaron a una mejor solución a primera vista.
Aquí tiene muchos ejemplos de estructura GBS, diferentes soluciones a diferentes profundidades. Las plataformas Heldrun y Troll B son TLP (las tienes a continuación), pero revelan el orden de magnitud de la profundidad alcanzada por las dos soluciones.
Además, les he proporcionado un video que describe el proceso de colocación de la plataforma GBS Troll A y cómo utilizar la flotabilidad de la estructura para jugarla en cada etapa de su construcción.
Jackets o estructura en celosía
Hablar de chaquetas se refiere a apilar. Se llama así porque la estructura se suele utilizar como cubierta y guía para las cuatro pilas de pilas que se fijan en la parte inferior y se guardan en el interior. Sin embargo, cuando la profundidad es alta, el pilote se coloca afuera, se fija a la estructura del fondo y se clava con un martillo submarino. De esta manera, se puede evitar una longitud de pila excesiva, lo que ahorra economía.
Se cree que si la estructura tiene 400 metros de altura, los pilotes pueden alcanzar los 430 metros, de los cuales solo 30 son efectivos.
El gran tamaño de estas estructuras puede llegar a los 500 metros, por lo que no se pueden colocar mediante pontones grúa, por lo que la forma de colocarlas es soltarlas y controlar su hundimiento hasta que queden resaltadas con la “plantilla” de fondo.
Aquí tenéis un video muy completo en el que podéis ver el proceso de traspaso y colocación de la chaqueta y clavado del pilote por las patas de la estructura. Créeme, te sorprenderá.
Estructura flexible o Compliant Tower
Esta última estructura directa está compuesta por una torre de celosía flexible que se apoya profundamente en la cimentación. Están diseñados de tal manera que pueden soportar grandes fuerzas y flexiones laterales, y el uso de elementos flexibles puede reducir la amplitud de las fuerzas de resonancia y onda.
Su profundidad de diseño está entre 350 y 900 metros, aunque la estructura flexible más profunda actualmente es la Torre Chevron Petronius en 535 metros de agua.
Estructuras o soportes flotantes
Es concebible que este tipo de estructura utilice el conocido principio de Arquímedes y pueda flotar sobre el agua. Sin embargo, podemos distinguir dos tipos diferentes de soportes flotantes en función de su flotabilidad.
Soportes con boyancia neutra
Se dice que solo por el peso del flotador y la presión del agua sobre el flotador, el flotador mantiene una flotabilidad neutra cuando está equilibrado. En este tipo de soporte, el único propósito del anclaje es mantener la posición de la estructura estática en el tiempo. En este tipo destacan las estructuras SPAR y semisumergibles.
Los soportes flotantes SPAR se suelen utilizar en aguas muy profundas. Tienen un gran contrapeso en la parte inferior y no dependen de dispositivos de sujeción para mantenerlos en posición vertical. También tienen la capacidad de moverse horizontalmente debido al ajuste de la tensión de la línea de amarre, lo que les permite posicionarse en el pozo a cierta distancia de la ubicación de la plataforma principal. Hay tres tipos principales de soportes SPAR: clásico, truss y element.
También hay estructuras semisumergibles que flotan debido a la flotabilidad de las columnas y pontones ubicados bajo el agua y al peso suficiente para mantener la estructura en posición vertical. Este tipo de plataformas tienen la característica de poder moverlas de un lugar a otro, pudiendo ser lastradas o lastradas cambiando la cantidad de agua inyectada en el tanque de flotación.
Soportes con boyancia positiva.
Si los puntos de anclaje desaparecen, estos puntos de apoyo serán diferentes de los puntos de apoyo anteriores. Por tanto, el ancla no solo fija la posición del soporte, sino que también juega un papel fundamental en el equilibrio de la plataforma.
La principal instalación en alta mar que utiliza esta tecnología se llama “plataforma de patas de tensión”, o TLP para abreviar. Se utilizan para el anclaje vertical de soportes flotantes a profundidades de 300 a 1500 metros. De esta forma, la plataforma queda fijada de forma permanente a todos los rincones de la estructura mediante ataduras y grupos de cables (“patas de tensión”). La ventaja de este diseño es que estos cables tienen una alta resistencia a las fuerzas axiales y una flexibilidad muy baja, lo que asegura que el soporte no se moverá en dirección vertical.
Un caso especial: las plataformas Jack-Up
Como su nombre indica, se trata de plataformas de perforación móviles, que pueden elevarse sobre el nivel del mar gracias a pilares abatibles. Estas unidades de perforación se suelen utilizar a profundidades de no más de 120 metros, aunque algunos diseños pueden alcanzar profundidades de 170 metros. Su diseño les permite anclarse desplegando las patas en el fondo del océano mediante el uso de un sistema diferencial de piñón y cremallera en cada pilar, moviéndose así de un lugar a otro.
Bueno, creo que ya puede comprender la gran cantidad de soluciones existentes. Aunque he decidido centrarme en soluciones que utilizan la extracción de petróleo y gas, muchas de las soluciones son más pequeñas en el sector de la energía eólica marina. Pero esto ya es tema para otro día.
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