106) Lego en la vida real: Proyecto DemoSATH
¿Y si los mares a parte de proporcionar alimento y vida pueden proporcionar energía?
El artículo de hoy va ser un poco diferente a los habituales. Si os interesa la ingeniería y la energía, estoy convencido que os van a gustar los próximos dos análisis donde presentaré el innovador proyecto eólico flotante DemoSATH de Saitec.
La primera vez que exterioricé mi fascinación sobre el proyecto DemoSATH de Saitec fue en las conclusiones del artículo que escribí en el Periódico de la Energía titulado “Radiografía energética d Euskadi”. En él, tras realizar un recorrido por las raíces del árbol energético de Euskadi y disponer de una visión global de la energía a nivel de una región muy industrializada con bajo recurso renovable, finalicé con el proyecto disruptivo de Saitec sobre la plataforma flotante para aerogeneradores marinos que puede desbloquear la energía renovable que nos falta en tierra.
“Todo lo grande comienza pequeño”.
En el caso de la ingeniería Saitec, a pesar de ser una empresa fundada en 1988, fue en agosto de 2020 cuando instaló su primer proyecto piloto disruptivo, denominado BlueSATH, en el Abra del Sardinero (Santander). El prototipo de un aerogenerador de 10MW que utiliza tecnología flotante SATH en aguas de mar abierto a escala 1:6 . Seguidamente os recojo los datos más relevantes de la instalación:
TURBINA EÓLICA - 30kW
DIÁMETRO DEL ROTOR - 15 metros
ALTURA DEL CUBO - 17,45 m (msnm)
AMARRADERO - 3 x 150 m (cadena)
ANCLAJES - Arrastre anclas
MASA - 50T (acero + hormigón)
En el caso del proyecto DemoSATH, prototipo 4 veces más grande que el BlueSATH, se ha construido en el muelle de Punta Sollana en el puerto de Bilbao. De hecho, en la siguiente imagen se puede observar los característicos 5 aerogeneradores fijos de 2 MW en el muelle de Punta Lucero.
En el proyecto han participado la eléctrica alemana RWE líder del mercado de la eólica marina, la empresa japonesa Kansai Electric Power y Ferrovial en la construcción y ensamblaje de los flotadores.
¿Qué tiene de especial este proyecto?
Habitualmente, las estructuras marinas son de acero por sus propiedades. Sin embargo, el flotador de Saitec esta hecho con hormigón, hecho que parece contraintuitivo. El hormigón ha sido proporcionado por Arcanor, y se trata de un hormigón ligero (para que pese poco y tenga la mayor flotabilidad posible), pero a su vez resistente para aguantar las tensiones que se generan en mar abierto. Como curiosidad, se empleará un peso total de hormigón equivalente a la mitad del peso de la Torre Eiffel.
El 75% del presupuesto de construcción se ha adjudicado a empresas situadas en un rango de 25 km de la obra.
En el caso del hormigón, como podréis observar en la siguiente imagen, la planta donde se ha fabricado el hormigón (mezcla de áridos, cementos y agua) esta situada a 12km del puerto de Bilbao.
Las dimensiones de los flotadores son importantes, por lo que para garantizar que el hormigón se asiente bien, se han fabricado de manera vertical en el muelle de Punta Sollana. A parte de mejorar la calidad de la estructura fabricada, hacerlo en vertical reduce la superficie necesaria para poder construirlo.
Los flotadores disponen de 2 módulos, que se han dividido en 3 piezas prefabricadas (2 conos externos + la parte central). Como podéis intuir es un proceso muy laborioso que requiere trabajar en altura (superiores a 25 m). La manejabilidad de hormigón ligero se vuelve crítica para poder elevarlo a esas alturas.
Los dos flotadores están divididos por 8 compartimentos estancos, por 7 discos de acero al carbono que se denominan mamparos. Para que dispongáis de una referencia los mamparos que ha fabricado Gabotek tiene un diámetro de 12m. Según indica Saitec con menos mamparos (3) también hubiera válido, sin embargo, han preferido emplear más mamparos por si surge algún imprevisto, como por ejemplo, se inunde algún casco, no comprometa la flotabilidad de la estructura.
Como si de un Lego gigante se tratase…
Por su gran tamaño, los mamparos, se han traslado al puerto en mitades e in-situ se han unido. En muchas ocasiones, la logística de este tipo de grandes estructuras complica la fluidez del desarrollo del proyecto.
Como es apreciable a continuación, el borde externo del mamparo tiene unos salientes (denominados conectores) con la intención de que fije mejor al hormigón en la estructura final del DemoSATH.
Una vez finalizada la etapa de construcción de las piezas prefabricadas, mediante unas grúas de altas prestaciones, las piezas se integran para formar los flotadores. Como os podéis imaginar juntar estas 3 piezas con precisión milimétrica cuando estamos hablando de piezas que superan las 400 toneladas, es un trabajo que requiere de mucho cuidado. En la siguiente imagen podéis ver como están apunto de finalizar un módulo y en la parte izquierda están los dos conos y la parte troncal del otro módulo.
A parte de los módulos individuales que hemos descrito es necesario construir una placa que aúne todas las piezas del Lego. Es decir, una placa estabilizadora que ira anclada en la parte inferior del flotador, lo que permite ésta es controlar los movimientos de la plataforma frente a un gran oleaje. De tal manera que vaya en consonancia con los límites que puede aguantar la turbina con sus movimientos. La placa mide 50m x 30m, para que os hagáis una idea, las dimensiones aproximadas son las de una piscina olímpica.
En la imagen previa incluso se puede observar las vigas de gran tamaño que conectan la placa estabilizadora con el punto de anclaje (Single-Point Mooring, SPM). Este tipo de conexión, al igual que las vigas trasversales (de menor tamaño) que van a los flotadores, le confieren de rigidez a la estructura final.
Una vez finalizado lo que es la estructura de flotación, el proyecto avanza hacia la integración de la torre de 61m de altura de HaizeaWind, donde se apoyaran la góndola y la palas del aerogenerador.
Al contrario de lo que mucha gente cree, la torre donde se apoya la góndola se va estrechando en su parte superior. En la siguiente imagen se observa claramente.
En la siguiente entrega, Nº 107, veremos como finaliza la construcción de flotador marino, y sobre todo, como es el proceso para botarlo a la mar. Aunque os adelanto, que el DemoSATH flota tal y como se diseñó. Por lo que, en el análisis veremos como lo transportan hacia mar abierto y como realizan el anclaje. A su vez, valoraremos en perspectiva porque es un proyecto tan pionero a nivel mundial.
ANÁLISIS PREVIOS en “Energy Analysis”:
Muchos sois nuevos lectores, por lo que, os dejo alguno de los análisis llevados a cabo en el canal con anterioridad: