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Hierro fundido para proyectos de energía renovable marina.

turbina eólica marina

¿Será conveniente utilizar el hierro fundido para proyectos de energía renovable marina?

El lastre ha sido implementado recientemente por varias instalaciones de energía renovable marina.

En particular, las estructuras basadas en la gravedad y las tecnologías de aerogeneradores flotantes requieren sistemas de amarre de alta calidad para restringir sus movimientos y facilitar la instalación y el mantenimiento.

El balastro de hierro fundido responde a todos estos requisitos y se puede implementar fácilmente en diferentes diseños con varias funciones.

Compartimos contigo nuestro episodio de podcast sobre el articulo

Aplicaciones de lastre en la industria de energía renovable marina

Lastre a base de gravedad

Las estructuras basadas en la gravedad son un tipo bastante común de cimientos de turbina de marea, mantenidos en su lugar por el lastre adicional.

Cuando estos cimientos están hechos de concreto, se necesita una estructura de soporte masivo que lleve a un alto costo material y logístico.

Por el contrario, el hierro fundido es mucho más denso, más fuerte y más duro que el concreto y da como resultado una solución rentable, mucho menos propensa a impactos y deformaciones.

El lastre de hierro fundido puede variar en forma y peso y puede alcanzar hasta 20 toneladas.

Un buen ejemplo es SABELLA, que se colocó en las fuertes corrientes de marea de las aguas del paso Fromveur, cerca de Ushant, en el norte de Francia, para producir energía al capturar el movimiento cinético de las mareas.

El fabricante francés de turbinas de marea eligió lastre de hierro fundido para estabilizar su solución debido a las siguientes ventajas:

  • Se puede colocar una base de lastre sin importar qué tipo de fondo marino, duro o blando.
  • No se necesitan investigaciones en profundidad del sitio geológico.
  • El diseño simple de la base de balasto no requiere un mantenimiento frecuente.
  • El hierro fundido garantiza una protección altamente confiable contra la erosión y otros daños del revestimiento.
  • La utilización de lastre de hierro fundido cuesta mucho menos que una cimentación perforada.
  • La instalación es mucho más segura ya que la base de lastre no se adapta a los operadores humanos y se puede caer rápidamente al fondo marino con una máquina de trabajo pesado.
  • El lastre de hierro fundido está hecho de acero reciclado.
  • El hierro fundido también se puede usar dentro de cimientos, lo que requiere un sistema de lastre estático.
  • El hierro fundido optimiza la eficiencia y los costos de los anclajes, especialmente los de las pilas de succión cuyo diámetro puede reducirse mediante la implementación de una cantidad específica de lastre de hierro fundido en su parte superior.

Cables submarinos

Dado que los cables se implementan en casi cualquier paso de un proyecto en alta mar, su protección es uno de los requisitos más importantes para la sostenibilidad del proyecto.

 

Una de las soluciones más efectivas y convenientes actualmente, son las carcasas protectoras hechas de hierro fundido.

 

Combinar los aspectos de protección, estabilización y restricción de doblez de las carcasas en un solo producto, ha sido una solución ofrecida por la fundición francesa FMGC.

El diseño hidrodinámico de las carcasas protectora y de balastro produce un aumento del radio de curvatura para acercarse al cable y al relieve submarino y garantiza una instalación más fácil y rápida, lo que provoca una disminución de los costos de instalación.

Las carcasas de hierro fundido se pueden utilizar en la protección y el lastre de la electricidad submarina, las transmisiones y los cables de telecomunicaciones, pero también en general para conductos submarinos.

El diseño específico y la elección del material de fundición contribuyen en este caso a una importante reducción de costos debido a:

  • La eliminación de la necesidad de otros sistemas de estabilización, como colchones de hormigón o volcado de rocas.
  • El cable garantiza protección y estabilización óptima gracias al mayor grosor de las carcasas en comparación con otras disponibles en el mercado.

La mayoría de los fabricantes estudian las propiedades mecánicas y el comportamiento del producto en condiciones operativas debido a la importancia que tienen las carcasas protectoras y el balastro.

El uso de hierro fundido para depósitos de lastre en alta mar garantiza la protección, estabilidad, resistencia y el mejor rendimiento posible del cable gracias a las propiedades mecánicas del material que pueden soportar la dureza de los ambientes marinos.

Pesas de grupo

Los pesos de grupos son otra solución de lastre hecha de hierro fundido y especialmente diseñada para compensar las fuerzas verticales contra el ancla y restringir los movimientos de una estructura flotante eólica marina o una plataforma flotante de petróleo y gas.

Tratar de que las turbinas flotantes se mantengan firmes en su lugar de forma confiable y rentable es un desafío común para el creciente sector de energías renovables.

Si el amarre en alta mar se diseña y fabrica de manera confiable, la instalación y el mantenimiento de todo el dispositivo se simplifican significativamente con componentes dedicados.

Las pesas de hierro fundido están disponibles en dos modelos:

  • La configuración “distribuida” es un conjunto de pesas agrupadas de tamaño mediano, en un segmento de las líneas de amarre cerca del punto de toma de contacto. Esta configuración permite la reducción de las longitudes de las líneas de amarre y, por lo tanto, los costos asociados, manteniendo una efectividad óptima.
  • La configuración “mutualizada” consiste en un peso de grupo, unido a un punto específico de la línea de anclaje. Esta configuración neutraliza el impacto del viento y las olas en la línea de anclaje y conduce a una reducción de las tensiones aplicadas en las líneas de amarre.

Gracias a su alta densidad, los pesos de hierro fundido aseguran una solución compacta que contribuye a la dinámica, efectividad del amarre y a la capacidad de los flotadores para manejar las solicitudes inducidas por su entorno (viento, olas …)

Sin embargo, los diseños de turbinas y los flotadores varían en tamaño y formas para poderse adaptar a funciones mejoradas, pero continúan siendo más costosa.

Floatgen, es líder europeo en la fabricación de contrapesos de hierro fundido. De hecho, son los primeros grupos de pesas en Francia que se han usado para la instalación de un aerogenerador flotante en alta mar y ha contribuido significativamente a los rendimientos flotantes a través de un sistema de amarre optimizado.

¿Por qué elegir hierro fundido?

Como se mencionó anteriormente, el hierro fundido presenta una serie de ventajas. El dimensionamiento correcto, eliminando cualquier tamaño excesivo y la alta densidad del material minimiza significativamente el costo de los proyectos.

Además, las soluciones de hierro fundido son totalmente reciclables al final del proyecto.

En tiempos de desafíos climáticos y debates en curso, el sector de las energías renovables marinas es uno de los segmentos industriales más prometedores y para prosperar, el mercado necesita soluciones innovadoras para superar los desafíos con mayor seguridad y mayor rendimiento a un costo razonable.

 

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