Dispositivo de estabilización flotante.

Un dispositivo (82; 90a,b) de estabilización flotante para un movimiento en un cuerpo de agua (W),

caracterizado por

- una sección inferior (84; 94a,b) de soporte que comprende uno o más cuerpos huecos lastrables para soportar de forma flotante y soltable un elemento (1) que se apoya sobre la sección inferior de soporte, y

- una pluralidad de columnas (83a-d; 93) que comprenden uno o más compartimentos huecos y que se extienden desde la sección inferior de soporte en una dirección genéricamente ascendente cuando el dispositivo de estabilización se encuentra flotando en el agua.

Dispositivo de estabilización flotante Campo de la invención La presente invención versa acerca de dispositivos para soportar estructuras flotantes durante su montaje, su remolque y su instalación en el lecho marino. Más específicamente, la invención versa acerca de un dispositivo de estabilización flotante para un elemento a ser maniobrado en un cuerpo de agua.

Antecedentes de la invención La creciente demanda de explotación de fuentes de energía renovable aumenta la demanda de una generación de energía eólica mar adentro, dado que las condiciones de viento mar adentro son más favorables que las condiciones en la costa y el impacto medioambiental es mucho menor. Existe la necesidad creciente de estructuras que puedan soportar de forma segura y fiable turbinas eólicas pesadas con una altura significativa sobre el nivel del mar. En general, la estructura de soporte comprende un eje, o torre, fijado al lecho marino bien directamente mediante una cimentación, o bien la estructura es flotante y está conectada al lecho marino por medio de una disposición de anclaje. La presente invención versa acerca del primer tipo, específicamente las estructuras fijas de soporte.

Las estructuras fijas de soporte típicas para turbinas eólicas en uso en la actualidad, planeadas para ser usadas y/o patentadas y descritas en fuentes accesibles públicas se caracterizan, en términos generales, por lo siguiente:

1. Debido a limitaciones de viabilidad toda la estructura de soporte está dividida en dos partes, específicamente una cimentación y una torre, y la torre está montada in situ sobre la cimentación preinstalada.

2. Se fija la cimentación al lecho marino mediante pilotes introducidos o perforados (bien utilizando múltiples pilotes o bien monopilotes de gran diámetro) o se despliega la cimentación directamente sobre una capa artificial de grava a través de la cual se transfieren las cargas desde la estructura de la torre eólica al lecho marino.

Las técnicas existentes para el suministro de cimentaciones desde algunas ubicaciones de suministro no pueden satisfacer la demanda de una velocidad elevada de fabricación y de instalación, es decir el número de unidades que deben ser fabricadas e instaladas en una temporada de instalación. Se conocen soluciones existentes que utilizan la fuerza de gravedad para fijar la cimentación al lecho marino en vez de diversas soluciones basadas en el principio de las cimentaciones de pilotes (es decir, pilotes convencionales en grupos o los denominados monopilotes) por sus límites considerables de aplicación relacionados con su peso, profundidad del agua en el sitio de instalación, al igual que la profundidad del agua en las ubicaciones de carga y a lo largo de la ruta de transporte.

El documento WO 03/080939 da a conocer una estructura de cimentación para una torre o similar de turbina eólica, para ser instalada en el lecho marino. Se puede maniobrar la estructura de cimentación hasta su posición mar adentro utilizando una embarcación y medios aparte (y separables) de flotabilidad. Estos elementos flotantes deben ser bastante grandes para mantener una estabilidad. Cuando se encuentra en su posición, se hace descender la estructura hasta el lecho marino y se utiliza un mecanismo de bombeo para hundir una porción inferior de la estructura (por ejemplo, faldones) en el lecho marino. Cuando se ha anclado (o cimentado sobre pilotes) la estructura de cimentación en su posición en el lecho marino, es capaz de soportar la torre de la turbina eólica.

Para facilitar la fabricación, la carga, el remolque y la instalación de la cimentación, es deseable diseñar las cimentaciones como estructuras huecas y comparablemente ligeras, en las que se lastra (mediante grava, etc.) subsiguientemente el interior hueco en conexión con la instalación en el lecho marino. Se da a conocer un ejemplo de tal cimentación en la solicitud de patente noruega nº 20082860. Un problema de las cimentaciones de este tipo es su inestabilidad inherente en el agua en las etapas entre una fabricación en la costa (en la que puede estar solo parcialmente llena de material de lastre) y la instalación final en el lecho marino (cuando se ha llenado la cimentación hueca con la cantidad requerida de material de lastre) . A menudo, las medidas de diseño para eliminar la inestabilidad tienen como resultado un tamaño y un coste de la estructura mayores. Aquel produce mayores cargas hidrodinámicas que requieren más lastre, lo que conlleva más costes y tiempo de instalación.

Por lo tanto, existe la necesidad de un dispositivo para proporcionar estabilidad y flotabilidad en estas etapas durante un montaje en la costa, remolque e instalación cuando la cimentación no es estable, es decir durante el transporte desde una condición de poco calado hasta una condición de gran calado, mientras esté lastrado.

Sumario de la invención La invención se define y se caracteriza en la reivindicación independiente, mientras que las reivindicaciones dependientes describen otras características de la invención.

El dispositivo según la invención comprende un dispositivo flotante de estabilización para un elemento a ser maniobrado en un cuerpo de agua, caracterizado por al menos una sección inferior de soporte para soportar de

forma flotante el elemento, y una pluralidad de columnas que se extienden en una dirección generalmente ascendente cuando el dispositivo de estabilización está flotando en el agua.

Las columnas y/o la sección inferior de soporte comprenden uno o más compartimentos huecos para contener agua de lastre.

Preferentemente, el elemento comprende una cimentación hueca e inestable en un cierto intervalo de profundidad.

En una realización, la sección inferior de soporte comprende un área de soporte sobre la que se puede colocar el elemento.

Preferentemente, las columnas están conectadas a la sección inferior de soporte por medio de brazos respectivos que se proyectan una distancia desde la sección inferior de soporte.

En una realización, el dispositivo comprende un primer módulo y un segundo módulo, comprendiendo cada módulo una sección inferior de soporte respectiva y una pluralidad de columnas que se extienden desde la sección inferior de soporte.

Preferentemente, cada módulo comprende una forma que es complementaria de una región correspondiente en el elemento y con medios de contacto en el elemento, por lo que el dispositivo soporta de forma flotante el elemento.

En una realización, cada módulo comprende uniones respectivas de enganche, por lo que los módulos pueden ser interconectados para formar un dispositivo flotante unitario de estabilización.

En la primera realización, el elemento es puesto a flote, separándose del dispositivo, por lo tanto el elemento tiene que estar diseñado con suficiente estabilidad de flotación en el momento de la puesta a flote. En la segunda realización el dispositivo permite izar el elemento del lecho marino en una menor profundidad y desplegar el elemento en el lecho marino en agua más profunda sin requerir una estabilidad de flotación en ninguna fase.

La presente invención introduce un número de parámetros y una compatibilidad estructural utilizando distintos tipos de material que pueden ser aplicados para optimizar el suministro de soportes estructurales listos para su operación para parques eólicos marinos. Se consiguen los siguientes aspectos ventajosos:

1. Se elimina o se reduce significativamente el transporte hasta el sitio sobre la cubierta de gabarras y de embarcaciones

2. No se requieren elementos aparte de flotabilidad durante el remolque, también en la realización opcional

3. Un despliegue hasta la posición (transferencia desde la posición de transporte hasta la posición de operación) al añadir lastre, no mediante izado

4. Se evita la necesidad de grúas marinas grandes

Además de reducir costes totales la presente invención resuelve las deficiencias asociadas con las soluciones conocidas al:

1. Permitir el suministro de las cimentaciones desde sitios de montaje permitiendo un trabajo en áreas de dimensiones moderadas y la operación de embarcaciones de poco calado, ampliando de esta manera la selección de sitios de fabricación

2. Aumentar la velocidad de fabricación y de instalación

3. Reducir los riesgos de condiciones de clima adverso sobre el avance de la instalación

4. Reducir las necesidades de embarcaciones especializadas

5. Permitir que se dote de una superestructura (torre, generador eólico, etc.) a la estructura de cimentación en o cerca de la costa, antes del remolque hasta la ubicación de la instalación

Breve... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo (82; 90a, b) de estabilización flotante para un movimiento en un cuerpo de agua (W) , caracterizado por

-una sección inferior (84; 94a, b) de soporte que comprende uno o más cuerpos huecos lastrables para 5 soportar de forma flotante y soltable un elemento (1) que se apoya sobre la sección inferior de soporte, y

-una pluralidad de columnas (83a-d; 93) que comprenden uno o más compartimentos huecos y que se extienden desde la sección inferior de soporte en una dirección genéricamente ascendente cuando el dispositivo de estabilización se encuentra flotando en el agua.

2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el elemento (1) comprende un elemento inestable hueco (1) de cimentación.

3. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 -2, en el que la sección inferior (84) de soporte comprende un área de soporte sobre la que se puede colocar el elemento (1) .

4. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, en el que las columnas (83a-d) están conectadas

a la sección inferior de soporte por medio de brazos respectivos (85) que se proyectan una distancia (d) desde la sección inferior de soporte.

5. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 -4, que comprende un primer módulo (90a) y un segundo módulo (90b) , comprendiendo cada módulo (90a, b) una sección inferior respectiva (94a, b) de soporte y una pluralidad de columnas (93) que se extienden desde la sección inferior de soporte.

6. El dispositivo de la reivindicación 5, en el que cada módulo (90a, b) comprende una forma que es complementaria con una región correspondiente en el elemento (1) y con un medio (91) de contacto en el elemento, por lo que el dispositivo soporta de forma flotante el elemento (1) .

7. El dispositivo de la reivindicación 5 o 6, en el que cada módulo (90a, b) comprende uniones respectivas (92a, b)

de enganche, por lo que los módulos (90a, b) pueden ser interconectados para formar un dispositivo de 25 estabilización flotante unitario (90) .