Sistemas de amarre para la eólica flotante

Hoy en día, diferentes tipos de sistemas de amarre se presentan en los diseños de plataformas flotantes para la industria eólica marina. A continuación, se clasifican los sistemas de anclaje más comunes junto con su diseño y procedimiento de instalación.

Los anclajes se pueden dividir en: anclajes de peso muerto, de arrastre, pilotados y anclajes de carga vertical.

Anclas de peso muerto:

El peso muerto es el ancla más simple. Consiste en un objeto pesado colocado en el fondo marino para resistir cargas verticales y/o horizontales. La capacidad de retención proviene principalmente del peso del anclaje y parcialmente de la fricción entre el ancla y el suelo.

Anclas de arrastre:

El anclaje de arrastre es el tipo más común de sistema de anclaje disponible en la actualidad.

Estos anclajes están diseñados para penetrar en el fondo marino, donde la capacidad de retención se genera principalmente por la resistencia del suelo frente al ancla. Es muy adecuado para resistir grandes cargas horizontales, pero no funciona bien para grandes cargas verticales.

Anclajes pilotados:

Estos anclajes consisten en una pila cilíndrica hecha de acero. Se utilizan para sistemas de amarre en tensión y plataformas flotantes del tipo TLP, ya que pueden contener cargas omnidireccionales. Los costos de instalación suelen ser elevados. Según el diseño y el modo de instalación, los pilotes de anclaje principales se pueden dividir en: pilotes conducidos, de succión y de torpedo.

Los pilotes conducidos son columnas de acero relativamente largas, delgadas y abiertas. Estos anclajes generalmente se instalan mediante martillo de impacto, vibración o empuje en el fondo marino. Las dificultades de operación de instalación aumentan para las profundidades de aguas más profundas.

Los anclajes de succión son cimientos en forma de cajones. Se introducen en el lecho marino hasta la profundidad deseada bombeando el agua, creando una presión baja dentro de la caja forzando la penetración del anclaje en el lecho marino.

Los pilotes de torpedo consisten en una pilote con aletas estabilizadoras, punta cónica, lastre y un accesorio de cadena en el extremo superior. Penetran directamente en el fondo marino por la velocidad de caída libre generada por la  propia gravedad.

Anclajes de carga vertical:

Estos anclajes se instalan de forma similar a los anclajes de arrastre, penetrando el anclaje en el fondo marino con una carga horizontal; sin embargo, los estos anclajes necesitan una penetración más profunda. Una vez que el anclaje está en la posición deseada, un cambio en el ángulo de la pletina superior del ancla les permite sostener cargas verticales y horizontales. El anclaje vertical obtiene su alta capacidad de retención cuando la pletina del ancla está orientada casi perpendicular a la carga aplicada.

La próxima tabla resume las principales características de los diferentes tipos de anclaje presentados anteriormente.

		Anclaje
		Peso muerto	Arrastre	Pilotadas	Carga vertical
Tipo de suelo	Arcilla suave	Buena	Buena	Buena	Buena
	Arcilla media	Buena	Buena	Buena	Buena
	Arcilla dura	Buena	Buena	Mala	Mala
	Arena	Buena	Buena	Buena para instalar	Mala
	Rocas	Buena	Mala	Mala	Mala
Investigación	In situ	Baja	Baja	Alta	Baja
	Laboratorio	Alta	Alta	Alta	Alta
	Respuesta dinámica	-	Baja	Alta	Alta
Dirección de carga	Omnidireccional	Bien	Mal	Bien	Bien
	Horizontal	Bien	Bien	Bien	Bien
Peso		Alto	Bajo	Alto	Bajo
Coste de instalación		Alto	Bajo	Alto	Alto

Junto con el tipo de anclaje las líneas de amarre representan el otro elemento principal a la hora de diseñar los sistemas de fondeo de las plataformas flotantes empleadas en la eólica marina.  

Los materiales comúnmente utilizados en el mercado de amarres son: cadena de acero, cable de acero y fibras sintéticas. La siguiente tabla resume las principales propiedades de los diferentes materiales.

Propiedades	Líneas de amarre
	Acero		Fibras sintéticas
	Cadena	Cable	Modulo bajo	Modulo alto
Densidad	Alta	Baja-intermedia	Baja	Baja
Resistencia a la abrasión	Alta	Alta	Baja-intermedia	Intermedia
Resistencia a la fatiga	Intermedia	Alta	Baja	Muy alta
Elasticidad	Baja	Intermedia	Alta	Baja
Instalación	Fácil	Intermedia	Difícil por deformación	Difícil por deformación
Reparación	Fácil	Cambiar toda la línea	Cambiar toda la línea	Cambiar toda la línea
Coste	Bajo	Intermedio	Bajo	Alto

Source:

Vryhof anchors, Anchor manual.

API American Petrolum Institute, Design and Analysis of Stationkeeping System for Flaoting Structures, Washington DC: API publishing servicies, 2005.

Bureau   veritas,   “Classification   of   Mooring   Systems   for permanent ans Mobile Offshore Units, Rule Note NR  493  DT   R03,”.