ESPECIAL DISEÑO Y HABILITACIÓN NAVAL 41 INTRODUCCIÓN En el actual contexto de expansión de las instalaciones de energía eólica marina, tanto en su vertiente fija como en las incipientes soluciones flotantes, la cuestión de la viabilidad de las subestaciones eléctricas es de creciente importancia para la industria. La solución más común para estas subestaciones heredaba el diseño utilizado para las plataformas de procesamiento y extracción de petróleo, es decir, estructura de celosía y recubrimiento con paneles. Estos paneles no participaban de la resistencia de la estructura ante las cargas principales, pero protegen a los equipos de transformación eléctrica de las condiciones ambientales. La operatividad de la plataforma, la cantidad de equipos a proteger y la resistencia estructural necesaria para soportar y cumplir con los requerimientos de dichos equipos ha demostrado que la solución de chapa reforzada utilizada durante años en la construcción de buques es una solución deseable técnicamente además de económicamente viable cuando se compara con la solución estructural tipo celosía. Una estructura de membrana o de chapa reforzada, referida también con la expresión stressed-skin tomada del inglés, se distingue por la importancia estructural de los propios paneles que delimitan los espacios que conforman el sistema estudiado: buena parte de los esfuerzos se transmiten como tensiones demembrana a través de estas superficies, y por tanto estas aportan buena parte de la resistencia y la rigidez globales de la estructura. Las membranas, a su vez, deben contar con varios niveles de reforzado con diferentes propósitos, desde la transmisión de cargas normales al plano hasta la estabilización y el control del pandeo; no obstante, la contribución de estos refuerzos a la capacidad estructural global es incidental. Este tipo estructural es especialmente adecuado para las estructuras navales, pues los requisitos de resistencia longitudinal de estructuras esbeltas como los buques se alinean con las necesidades de continuidad y estanqueidad de las grandes superficies externas que delimitan el casco. Los autores proponen aprovechar el profundo conocimiento que la industria naval ha obtenido sobre este tipo de estructuras, así como el desarrollo tecnológico y logístico de las mismas, para optimizar el diseño y la construcción de topsides, que se benefician de las ventajas de las estructuras de membrana por los motivos expuestos a continuación. CARACTERÍSTICAS Y REQUISITOS ESPECÍFICOS DE LAS SUBESTACIONES ELÉCTRICAS El principal objetivo de las subestaciones eléctricas en alta mar es la de concentrar y redistribuir a tierra firme la energía obtenida en las plataformas de extracción de energía eólica. La proyección de futuro de estas plataformas es enorme, existiendomultitud de ellas ya instaladas y operativas asociadas a campos de extracción con generadores de tipo fijo (pilotados al fondo marino) y tendrán una importancia creciente para los campos futuros basados en tecnología de extracción flotante. Desde el punto de vista de tecnología de extracción de la energía eólica, la necesidad de localizar la subestación cerca del campo de extracción con el TABLA 1. COMPARACIÓN DE TIPOS ESTRUCTURALES EN SUBESTACIONES CONCEPTO Membrana Celosía EVALUACIÓN DE LAS CARGAS Regular, no es inmediato conocer la distribución de las cargas Muy buena, modelo simplificado TRANSMISIÓN A LA PATAS Buena, fácil transmisión a un elemento tubular usando soluciones típicas Regular, tensiones altas en la conexión, conexiones muy complejas, evaluación de soldaduras, resistencia local de los tubos CAPACIDAD Muy buena Buena PROTECCIÓN Muy buena, fácil implementar compartimentación y seguridad Regular, construcción más compleja. Las zonas de las uniones son propensas a generar grietas en los mamparos no estructurales, poniendo en riesgo las condiciones ambientales de las salas SOPORTADO DE EQUIPOS Muy sencilla, fácil encontrar soportes y reforzar para todo tipo de equipos Sencilla, siempre que las cubiertas se resuelvan con la solución de chapa reforzada PESO Ligero en diseños optimizados Ligero por regla general CONSTRUCTIBILIDAD Muy buena. Se aprovecha la automatización presente en la construcción de paneles planos. Uniones sencillas con detalles típicos Regular. No es posible automatizar la mayoría de las uniones entre elementos principales. Conexiones complejas con grandes volúmenes de soldadura y pobre accesibilidad
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