ESPECIAL DISEÑO Y HABILITACIÓN NAVAL 47 darios dispuestos en el caso de que la luz entre los apoyos fuese demasiado grande. Estos mamparos no estructurales deben de ser capaces de desconectarse de las deformaciones de la estructura principal, ya que en caso contrario deberán compatibilizar sus deformaciones con la de dicha estructura, lo que suele conllevar la rotura o aparición de grietas. Este es un problema habitual que ya se ha dado en algunas plataformas, apareciendo sobre todo en las uniones entre tubulares principales. Este problema pone en riesgo la operación de los equipos al no poder fijarse las condiciones ambientales necesarias, lo que conlleva un parón en la plataforma y la necesidad de retrabajos offshore, usualmente costosos. La estructura de membrana no presenta este problema, ya que el análisis ya considera la contribución estructural de los mamparos, por lo que todos los elementos que pueden llegar a transmitir carga ya han sido evaluados desde el principio del análisis. RETOS DEL DISEÑO DE TOPSIDES EN LA PRÓXIMA DÉCADA De cara a los próximos años, el mercado actualmente está empezando a demandar subestaciones de mayor capacidad (2 GW), una vez que las plataformas de 1 GW ya están consolidadas y su diseño probado. Estas estaciones seguirán ligadas a campos de extracción de tipo fijo, y por tanto a anclajes en el fondo oceánico de tipo jacket. Los principales retos a los que se enfrentarán los diseñadores son los siguientes: • Las jackets aumentarán en número de patas, y serán comunes los diseños a partir de 8 patas. Es de esperar que la transición se base (al menos en el corto plazo) en aumentar el número de equipos para obtener la potencia demandada, lo que se traduce en aumentar la longitud o el ancho de las subestaciones. Los factores de diseño comentados serán también válidos hasta ahora, y cobrará especial importancia propiciar condiciones de contorno simétricas para las cubiertas gracias a una disposición de patas cuidadosamente estudiada. • Es probable que los dobles fondos se generalicen y su rigidez relativa aumente. Un doble fondomás rígido proporciona mayor versatilidad para transferir cargas a las patas desde cualquier punto de la subestación, pudiendo en el mejor de los casos reducir el número de mamparos. • Necesidad de plantear diseños con soluciones fácilmente escalables, pues en los próximos años las plataformas duplicarán la capacidad de transformación actual, con el incremento en dimensiones y número de equipos que esto conlleva. • Nuevos diseños de buques de T&I y el rediseño de las operaciones marinas. Sirva como ejemplo el sistema utilizado por el buque Pioneering Spirit en comparación con un izado o transporte habitual. Esto puede implicar necesidades específicas en los topsides, pues el escenario de operación de la estructura no siempre es el que gobierna el diseño de todos los componentes de lamisma. • Requisitos de deformaciones de equipos de HV comparativamente más exigentes y equipos más pesados. Esto dependerá también de los voltajes con los que se trabaje en la industria, siendo la tendencia a utilizar voltajes cada vez más altos, con lo que ello implica para los equipos de HV. Por otro lado, el desarrollo de la eólica flotante anticipa nuevas necesidades y requisitos de diferente naturaleza para las subestaciones eléctricas. Los parques de turbinas flotantes necesariamente vendrán acompañados de subestaciones también flotantes, cuya subestructura podrá ser de una notable variedad de tipos, dado que, al igual que ocurre con las turbinas, la industria no se ha decantado todavía por las tecnologías ganadoras de este sector. Una subestación necesitará poder ser instalada sobre una plataforma semisumergible, una spar, una barcaza o una TLP (por mencionar las soluciones más típicas), y en consecuencia la versatilidad es la característica prioritaria a considerar. En este sentido, el uso de estructuras de membrana resultará en diseños mucho más adaptables a la geometría de la subestructura, sea cual sea su naturaleza, que la opción de celosía. Con esto se concluye, pues, la importancia de ganar conocimiento técnico sobre la solución propuesta y de dominar el diseño y el análisis de estas estructuras. TÉCNICAS PARA EL ANÁLISIS ESTRUCTURAL Precisamente, por la importancia de realizar de forma eficiente los análisis de las estructuras de chapa reforzada, se proponen a continuación algunas técnicas de gran interés. Actualmente, los análisis basados en modelos de elementos finitos (FEM, por sus siglas en inglés) están ampliamente extendidos y sustentan gran parte de los análisis estructurales, tanto globales como parciales y locales. Los entornos de software que permiten realizar estos estudios son accesibles, sencillos de utilizar y muy eficientes, y en el caso de estructuras de acero prácticamente todas las verificaciones estructurales pueden realizarse con análisis estáticos lineales. No obstante, el análisis de topsides con FEM comienza a ser un reto a medida que aumentan las dimensiones y la complejidad de la estructura. A unas dimensiones cada vez mayores se une la necesidad de una gestión del modelo muy flexible, capaz de adaptarse amodificaciones en la disposición general a lo largo de todas las fases del diseño. Los modelos usados en estructuras navales como los descritos por los estándares de DNV [1], que usan tanto elementos lineales (tipo viga o tipo barra) como de superficie (tipo shell),
RkJQdWJsaXNoZXIy Njg1MjYx