Plataforma flotante para aplicaciones en mar abierto.

Una plataforma flotante de tipo SPAR (100) para la caracterización del recurso eólico marino,

que comprende una columna vertical (13) formada por una parte inferior (2) y una parte superior (4), donde la parte inferior (2) es de mayor sección que la parte superior (4). Dicha plataforma (100) comprende una caseta (6) configurada para albergar al menos equipamiento de medición, donde dicha caseta (6) está dispuesta coronando la parte superior (4) de la columna vertical (13) y tiene mayor sección que dicha parte superior (4) de la columna vertical (13), y una placa de hormigón (1) fijada a la parte inferior (2) de la columna vertical (13) y configurada para incrementar el amortiguamiento de los movimientos verticales y dotar de estabilidad al conjunto.

Plataforma flotante para aplicaciones en mar abierto.

Campo de la invención

La presente invención pertenece al sector de la construcción y tecnología naval relacionada con las estructuras marinas alejadas de la costa o en mar abierto, también denominadas estructuras offshore y, más concretamente, al de las estructuras flotantes offshore del tipo SPAR. La invención descrita a continuación tiene su aplicación, entre otros ámbitos, en el de la estaciones meteorológicas marinas empleadas en la medición del recurso eólico marino offshore, mediante el uso de plataformas flotantes y de técnicas no intrusivas basadas en haces de láser, también denominados dispositivos LIDAR (Llght Detection And Ranging).

Antecedentes de la invención

A la hora de caracterizar las condiciones meteo-oceanográficas de una ubicación en mar abierto u offshore determinada, se suelen emplear distintas herramientas, entre las que destacan el satélite, las boyas de medición y las estructuras fijas o mástiles meteorológicos fijos.

Los datos recogidos mediante estos sistemas de medición suelen ser empleados para la estimación del recurso eólico o las condiciones meteoceánicas en puntos determinados, así como para la calibración de modelos numéricos de reanálisis y técnicas de downscaling que permiten conocer las condiciones de viento en áreas cercanas en las que no se dispone de datos concretos.

En los últimos tiempos se están desarrollando sistemas flotantes "móviles" que sirven para dar soporte a dispositivos de medición tipo LIDAR, cuya principal ventaja es que permiten una fácil y rápida instalación en aguas someras y también en aguas profundas offshore. Este tipo de dispositivos ofrece una amplia versatilidad y flexibilidad al poder ser reubicados rápidamente de una localización a otra. El empleo de estos dispositivos permitirá caracterizar el recurso eólico marino offshore y el posterior desarrollo de la industria eólica marina, principalmente en aguas profundas y poco profundas.

De entre todos los conceptos y diseños que actualmente están en vías de desarrollo sobre plataformas flotantes para la instalación de dispositivos LIDAR, destacan:

- WindSentinel, de AXIS Technologies, que es un dispositivo del tipo boya;

- FLIDAR (floating LIDAR), de 3E, que también es un dispositivo tipo boya diseñado para entornos en mar abierto severos; y

- SeaZephIR®, de Natural Power, que es un dispositivo tipo SPAR.

Los diseños actuales de plataformas LIDAR flotantes presentan ciertos inconvenientes: Por una parte, la mayoría presenta unas dimensiones y formas inadecuadas para un correcto comportamiento en la mar en zonas ajeadas de la costa y sin resguardo. Su comportamiento en la mar frente a oleaje severo presenta grandes movimientos y aceleraciones que deben ser compensados posteriormente por el sistema de medidas.

Además, los diseños identificados presentan una altura libre por encima del agua, francobordo, insuficiente para evitar que el dispositivo LIDAR sufra problemas derivados de los rociones de agua de mar, siendo previsible que con estados de mar severos las olas pasen directamente por encima del mismo, provocando el fallo o mal funcionamiento del sistema. Por otra parte, los diseños enumerados están orientados, fundamentalmente, a su utilización en aguas resguardadas o interiores, en donde los estados de mar habituales, así como los estados de mar típicos de operación de una granja eólica offshore, son poco severos. Se trata de diseños poco robustos, lo que perjudica sustancialmente las medidas si operan en aguas offshore. Por último, los dispositivos actualmente disponibles son de reducidas dimensiones, lo cual limita mucho su capacidad para la generación y almacenamiento de energía. Esto redunda en una autonomía limitada. Así mismo, son dispositivos con una menor versatilidad ya que no permiten la implementación de sensórica adicional que complemente las medidas de viento de los dispositivos LIDAR.

Por otra parte, a mediados de los años noventa aparecieron las primeras plataformas flotantes de tipo SPAR, destinadas al sector del offshore del petróleo y el gas. Destacan tres tipos: las SPAR clásicas, las SPAR con celosía y las cell SPAR. Las plataformas SPAR clásicas son las primeras y consisten en grandes cilindros verticales de metal, normalmente acero, rellenos con un lastre de agua y rocas, que se sujeta al lecho marino mediante cables. Las plataformas SPAR con celosía (Truss SPAR) son una evolución de las anteriores y presentan en su zona intermedia un tramo formado por una estructura en celosía. similar a la que tienen las plataformas fijas tipo jacket con el objetivo de reducir el peso y el coste. El último concepto es la "cell SPAR", basado en un conjunto de grandes tubulares de acero anidados verticalmente. Nótese que el término SPAR significa literalmente "Surface Piercing ARticulated Caissorí', pero hoy día no se usa literalmente, porque las actuales plataformas tipo SPAR no son cajones articulados, sino cilindros verticales. Un experto sabe que el término SPAR se ha seguido usando para identificar las plataformas flotantes cilíndricas citadas en este párrafo.

La patente española ES2301443B1 describe un sistema de medición de recursos eólicos en aguas profundas basado en una estructura flotante tipo SPAR. La estructura está fijada por un dispositivo de fondeo para mantener su posición. Está provista de instrumentación que registra el movimiento de la estructura para corregir las mediciones de viento.

La solicitud de patente WO2011/095666A2 describe un mástil meteorológico marino para la medida de recurso marino, formado por un fuste y un soporte flotante que queda fijado al fondo marino mediante un sistema de anclaje. El fuste es modular, basado en tramos de acero decrecientes en sentido ascendente. El soporte está formado por un cilindro central, un tanque flotador y el lastre. En el exterior del fuste se montan los anemómetros ultrasónicos y de cazoleta, la instrumentación ambiental y los dispositivos GPS, mientras que en el interior del fuste se inserta la instrumentación de medida y corrección de movimientos (inclinómetros y acelerómetros). Según la descripción de esta solicitud de patente, el mástil es capaz de funcionar con escoras menores de 10° en aguas con profundidades medias y altas, en el rango de 30-200 m. Los sucesivos tramos que conforman la parte sumergida tienen por objetivo asegurar el par restaurador mínimo necesario para otorgar a la estructura de estabilidad suficiente. Sin embargo, esos tramos suponen una complicación constructiva significativa, así como zonas de concentración de tensiones muy sensibles a la rotura por fatiga.

Resumen de la invención

La presente invención trata de resolver los inconvenientes mencionados anteriormente mediante una plataforma flotante de tipo SPAR para la caracterización del recurso eólico marino optimizada.

Concretamente, en un primer aspecto de la presente invención, se proporc1ona una plataforma flotante de tipo SPAR para la caracterización del recurso eólico marino. que comprende una columna vertical formada por una parte inferior y una parte superior, donde la parte inferior es de mayor sección que la parte superior. La plataforma comprende una caseta configurada para albergar al menos equipamiento de medición. La caseta está dispuesta coronando la parte superior de la columna vertical y tiene mayor sección que dicha parte superior de la columna vertical. La estructura comprende además una placa de hormigón fijada a la parte inferior de la columna vertical y configurada para incrementar el amortiguamiento de los movimientos verticales y dotar de estabilidad al conjunto.

Preferentemente, la plataforma está diseñada para que durante su operación, la parte que queda por debajo de la línea de flotación sea de mayor longitud que la parte que queda por encima de la línea de flotación.

En una posible realización, dichas parte inferior y parte superior de la columna están conectadas mediante un cambio de sección diseñado para reducir la sección de la columna y así aumentar el periodo propio del dispositivo.

En una posible realización, la parte inferior está interiormente compartimentada. En ese caso, la parte inferior comprende preferentemente al menos dos tanques de lastre: uno de hormigón y otro de agua, estando el tanque de hormigón configurado para estar lleno y estando el tanque de agua configurado para llenarse una vez la plataforma ha salido de las aguas del puerto o zona de resguardo en donde se ha construido.

Preferentemente dichas parte inferior y parte superior de la columna vertical son cilíndricas.

Preferentemente dichas parte inferior y parte superior de la columna...

1. Una plataforma flotante de tipo SPAR (100) para la caracterización del recurso eólico marino en aguas someras, que comprende una columna vertical (13) formada por una parte inferior (2) y una parte superior (4), donde la parte inferior (2) es de mayor sección que la parte superior (4), caracterizada por que comprende una caseta (6) configurada para albergar al menos equipamiento de medición, donde dicha caseta (6) está dispuesta coronando la parte superior (4) de la columna vertical (13) y tiene mayor sección que dicha parte superior (4) de la columna vertical (13), y una placa de hormigón (1) fijada a la parte inferior (2) de la columna vertical (13).

2. La plataforma (100) de la reivindicación 1, donde dichas parte inferior (2) y parte superior (4) de la columna (13) están conectadas mediante un cambio de sección (3).

3. La plataforma (100) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicha parte inferior (2) está interiormente compartimentada.

4. La plataforma (100) de la reivindicación 3, donde dicha parte inferior (2) comprende al menos dos tanques de lastre: uno de hormigón (10) y otro de agua (11).

5. La plataforma (100) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dichas parte inferior (2) y parte superior (4) de la columna vertical (13) son cilíndricas.

6. La plataforma (100) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dichas parte inferior (2) y parte superior (4) de la columna vertical (13) son huecas.

7. La plataforma (100) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicha columna (13) es de acero.

8. La plataforma (100) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicha placa de hormigón (1) es una placa de hormigón prefabricado.