¿Cómo respaldan las pruebas de capacidad de soporte del suelo la construcción de bases de turbinas eólicas en alta mar?

A medida que se expande la energía eólica en alta mar, el diseño de los cimientos de la turbina eólica se vuelve cada vez más crítico. Estas estructuras masivas deben soportar no solo el peso de la turbina sino también cargas ambientales extremas de olas, corrientes y viento. Las pruebas de capacidad de soporte del suelo ¹ sirven como columna vertebral del diseño de la base, lo que ayuda a los ingenieros a comprender cómo los diferentes tipos de suelo marino responden al estrés. Al aplicar técnicas de prueba avanzadas, los equipos de proyectos pueden seleccionar y optimizar con confianza los sistemas fundamentales, asegurando la seguridad, la eficiencia y el rendimiento a largo plazo en el mar.

Pruebas de carga de placas estáticas para evaluar la capacidad del suelo del fondo marino para bases monopiles

Las bases monopiles se usan ampliamente en parques eólicos en alta mar, especialmente en profundidades de agua poco profundas a moderadas. Para asegurarse de que no se asentarán o se inclinarán excesivamente, los ingenieros realizan pruebas de carga de placas estáticas ² en el fondo marino para evaluar la resistencia del suelo y el comportamiento de deformación ³ bajo carga en tiempo real.

Cómo funciona:

• Se coloca una placa de acero
• Las cargas incrementales se aplican utilizando sistemas hidráulicos o de lastre.
• El asentamiento se registra en cada paso de carga hasta la falla del rodamiento o la carga de diseño.

Esta prueba ayuda a verificar si el fondo del mar puede apoyar de manera segura monopiles de gran diámetro sin un desplazamiento vertical inaceptable.

Pruebas de penetración de cono en suelos marinos suaves para el diseño de la base de la chaqueta

Los cimientos de la chaqueta, usados ​​para aguas más profundas, en pilotes conducidos en suelos marinos suaves o en capas ⁴ . Las pruebas de penetración de cono (CPT) ⁵ son esenciales para perfilar estos sedimentos y garantizar que la profundidad de la incrustación de pilotes y la rigidez ⁶ sean suficientes.

Características de CPT:

• Mide la resistencia de la punta, la fricción de la manga y la presión de los poros.
• Realizado desde plataformas flotantes o de medios.
• Proporciona datos continuos con profundidad: ideal para depósitos marinos variables.

Los datos de CPT permiten a los ingenieros simular el comportamiento de la pila lateral y garantizar que las patas de la chaqueta resistan las fuerzas dinámicas de viento y olas.

Pruebas de corte de pozo para analizar la interacción del suelo -estructura de los cimientos de la succión Caisson

Los cimientos de Caisson de succión funcionan como los cubos invertidos ⁷ , utilizando presión negativa para anclar en el fondo del mar. Para evaluar el comportamiento de su interfaz y la capacidad lateral, las pruebas de corte de pozo (BST) ⁸ se utilizan durante las investigaciones geotécnicas.

Cómo funcionan los BST:

• Realizado en un pozo de perforación precalorado utilizando una sonda cilíndrica.
• El corte se produce radialmente a lo largo de la pared del pozo.
• Mide la resistencia al corte in situ sin eliminar la muestra.

Los BST ofrecen datos de corte localizados vitales para amarrar, anclar y volver a la resistencia de los cajones de succión.

Pruebas de interacción sísmica del suelo-fundación para el diseño resistente a los terremotos de turbinas eólicas en alta mar

Los parques eólicos en alta mar cerca de las zonas tectónicas, como Japón o California, requieren consideración de diseño para eventos sísmicos . Las pruebas especializadas evalúan cómo los sistemas de suelo y cimientos responden juntos bajo cargas cíclicas o dinámicas.

Métodos de prueba clave:

• Pruebas triaxiales cíclicas de arcillas y arenas marinas.
• Prueba de mesa de batir de los modelos de suelo -fundación de suelos.
• Simulaciones numéricas calibradas con datos de prueba.

Estas pruebas aseguran que las bases de la turbina puedan soportar la carga sísmica sin pérdida de capacidad , salvaguardando tanto la estructura como la confiabilidad de la red.

Conclusión

Las pruebas de capacidad de soporte del suelo son los ingenieros silenciosos detrás de cada base de turbinas eólicas en alta mar . Desde la prueba de carga de placas de monopiles hasta las evaluaciones sísmicas de los sistemas de estructura del suelo, cada método juega un papel vital para garantizar la seguridad, el rendimiento y la resistencia ambiental . A medida que el viento en alta mar continúa creciendo, estas pruebas seguirán siendo clave para anclar nuestro futuro de energía renovable, de manera firme y sostenible .