Comportamiento geotécnico de la interacción fondo marino - anclaje de plataformas de energía eólica offshore

Abstract

RESUMEN: La creciente demanda de energías renovables frente a las tradicionales y la necesidad de nuevos emplazamientos han provocado en los últimos años un gran desarrollo de la energía eólica offshore, en un intento de aprovechar los vientos existentes mar adentro. En aquellos emplazamientos de reducida plataforma continental, como es el caso del Mar Cantábrico, son necesarias plataformas de tipo flotante, dadas las profundidades a las que se encuentra el fondo marino. Uno de los sistemas de amarre de creciente utilidad para estas tipologías de plataforma es el compuesto por líneas tensadas ancladas al fondo marino mediante un ancla de tipo plano. Con el objetivo de estudiar la interacción de ese tipo de ancla con el fondo marino, se analiza, en esta tesis, el comportamiento de anclas planas embebidas en dicho fondo marino, con especial atención a la capacidad de dichas anclas. El estudio se aborda desde dos perspectivas, una experimental y otra numérica. En el primero de los casos, se han llevado a cabo ensayos en modelo reducido de tiro vertical de anclas planas embebidas en arena. En relación al análisis numérico, se han simulado los citados ensayos mediante códigos de elementos finitos bidimensionales y tridimensionales. En ambos casos, se ha elegido la arena de la Bahía de Santander como material arenoso de estudio, de la cual se han obtenido parámetros reales. También en ambos casos, en un intento de analizar la influencia de la forma geométrica de la placa, se han ensayado y modelado 2 geometrías, una circular y otra cuadrada a diferentes profundidades. Finalmente, los resultados numéricos se han comparado con los experimentales, tanto realizados en este trabajo como disponibles en la bibliografía consultada.

ABSTRACT: Over the last years there has been a great development of offshore wind energy due to the increasing demand on renewable energies instead of the traditional ones and the need of new locations. In those sites, like Cantabrian Sea, where continental platforms are narrow, floating platforms are needed. One of the most used mooring systems is the one formed by tension lines and plate anchors. The aim of this thesis is to analyze the behaviour of plate anchors embedded in the seabed, focusing on the ultimate capacity of them. The study is developed from two perspectives: experimental and numerical. The former consisted in small scale tests with application of vertical loads on plate anchors embedded in sandy soil, while the latter consisted in simulations of this scenario both in 2D and 3D analyses. Santander Bay sand has been chosen as the soil for both cases. Circular and square anchors have been tested at several depths in order to analyze the influence of the geometry of the plate anchor. Finally numerical and experimental results have been compared. The comparison also included other results proposed in the bibliography.