Las fundaciones representan la infraestructura principal de cualquier parque eólico marino: al soportar las turbinas eólicas en un entorno muy desafiante, los cimientos a menudo representan una gran parte del costo total del equipo. Seleccionar el tipo adecuado de fundaciones es, por tanto, clave para la viabilidad económica de cualquier proyecto.

Solo se pueden seleccionar unas pocas ubicaciones para parques eólicos marinos, con limitaciones debido a la profundidad máxima del fondo marino (mayor profundidad significa mayor costo) y la distancia desde la costa (mayor distancia de la línea de costa, mayor tamaño y potencia de las turbinas que se pueden aprovechar, pero también, en general, de mayor profundidad). Sin embargo, la tendencia es colocar estas instalaciones más lejos de la costa que nunca.

Se pueden implementar diferentes tecnologías de cimentación, como estructuras de base gravitatoria (GBS), “monopiles”, trípodes, chaquetas y, más recientemente, flotantes. Entre estos, los “monopiles” se destacan tanto por su frecuencia como por su rango de uso a diferentes profundidades del fondo marino. Debido a su simplicidad y adaptabilidad, los “monopiles” se están seleccionando actualmente en más del 60% de las instalaciones eólicas marinas.

El diseño del “monopile” se ha mejorado constantemente para adaptarse a parques eólicos cada vez más exigentes: el diámetro, el grosor y la longitud han aumentado constantemente para soportar turbinas más altas y más pesadas instaladas a mayores profundidades. Por ejemplo, los “monopiles” para una turbina de 6-7 MW suelen tener 100 m de largo, con un diámetro y un grosor de las secciones inferiores de 9 my 100 mm respectivamente para un peso total que a menudo excede las 1500 toneladas. Sin embargo, la capacidad de las turbinas eólicas marinas ciertamente aumentará, con turbinas de 12-14 MW que ya se están experimentando: se espera que los llamados “Monopiles XXL” requeridos pesen hasta 3000 toneladas, alcanzando un diámetro de 12-14 m y un espesor de 120-140 mm en sus secciones inferiores.

Los desafíos de la fabricación

Las fundaciones Offshore son grandes placas cilindradas en cilindros y conos, ensambladas y soldadas en grandes estructuras que alcanzan hasta 120 m de longitud. Con espesores cercanos a 140 mm a 12-14 m de diámetro, se vuelve crítico minimizar la cantidad de soldadura circunferencial, minimizando así la cantidad de piezas de trabajo necesarias para lograr la longitud total de la estructura deseada (lo que lleva a seleccionar placas cada vez más grandes, de hasta 4.5 m de ancho).

Por lo tanto, se requiere que los fabricantes superen dos desafíos de fabricación principales: gestionar el aumento de la relación entre el diámetro y el espesor (una relación alta que conduce a la inestabilidad de la pieza de trabajo y deformaciones que comprometen la precisión de cilindrado) y el manejo de placas cónicas altamente desequilibradas necesarias para secciones cónicas de gran diámetro con un ángulo de hasta 14° (usado para hacer la transición de la parte inferior a la superior de los “monopiles”).

¡Todo lo anterior hace que las operaciones de cilindrado de estas fundaciones Offshore sean muy desafiantes!

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Entonces deben proporcionarse soluciones de cilindrado fiables y de alto rendimiento, con una producción en serie que requiere alta precisión y repetibilidad al tiempo que garantiza la seguridad de los operadores y minimiza los tiempos de inactividad.

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