Estructuras Offshore
Páginas: 11 (2683 palabras)
Publicado: 18 de mayo de 2013
Estructuras offshore sometidas a la acción del oleaje
2. Estructuras Offshore
Una estructura offshore es una estructura situada en el mar y que por tanto se
encuentra sometida a la acción del oleaje, y además a unas condiciones
meteorológicas adversas. Estos fenómenos es importante tenerlos en cuenta
en el diseño y el cálculo de estas estructuras ya que el tiempo meteorológico es
unade las principales causas de fallos en las estructuras offshore.
Este tipo de estructuras pueden ser fijas al lecho marino o flotantes y la
función principal para la que fueron concebidas es la exploración y producción
de gas y petróleo, aunque han ido surgiendo otras funciones como
aprovechamiento
de
la
energía
del
mar,
aeropuertos,
soportes
de
aerogeneradores, basede edificios, etc. Para todas estas funciones se pueden
aplicar los mismos principios de diseño y construcción.
2.1. Reseña histórica
El nacimiento de la industria offshore surge en 1947 con Kerr-McGree en el
Golfo de México alcanzando una profundidad de 4.6 m para explotar un pozo
petrolífero. La estructura se componía de una cubierta de madera de 11.6 m x
21.6 m sustentada sobrepilotes que alcanzaban una profundidad de 31.7 m.
Desde este momento se fueron introduciendo innovaciones en los distintos
tipos de estructuras offshore, tanto fijas como flotantes, situadas cada vez en
emplazamientos más profundos y con condiciones ambientales más hostiles.
Un avance importante se produjo con la plataforma COGNAC, estructura fija
que se componía de tres estructuras separadasdispuestas una sobre otra, con
la que se alcanzó 312 m de profundidad. La mayor profundidad alcanzada con
una estructura fija de este tipo se logra en 1991 con 412 m. A partir de aquí, la
búsqueda de mayor profundidad se traduce en estructuras fijas cada vez más
caras y difíciles de instalar.
Capítulo 2
Página 9
Estructuras offshore sometidas a la acción del oleaje
Ante este panoramasurge una alternativa innovadora y barata, la torre
arriostrada “Lena“, la cual permite la deformación de sus elementos para
soportar las cargas y está sostenida por un conjunto de tirantes para resistir las
cargas de huracanes. Con este tipo se alcanza una profundidad de 500 m.
Todas estas estructuras mencionadas han sido construidas en acero, no
obstante en la década de los ochenta seconstruyen algunas con hormigón en
aguas muy hostiles en el mar del Norte.
Figura 2.1 Evolución de la plataforma fija (profundidad en metros)
Finalmente, cabe mencionar que en 1975 se instala en el Reino Unido en el
Mar del Norte el primer sistema flotante, que se trataba de un semi-sumergible
convertido. Con el desarrollo de estas plataformas flotantes se redefinió el
concepto de aguasprofundas en el campo de las estructuras offshore
llegándose a alcanzar los 3000 m de profundidad.
2.2. Tipología estructural
Las estructuras offshore se pueden clasificar en dos grupos: las apoyadas en el
fondo marino, objeto de nuestro estudio, y las flotantes.
Capítulo 2
Página 10
Estructuras offshore sometidas a la acción del oleaje
Las estructuras apoyadas en el fondomarino, a excepción de las
construidas en hormigón, son perfiles tubulares de acero soldados que actúan
como un entramado que soporta el peso de la estructura total y las fuerzas
debidas a las olas, la corriente marina y el viento.
Se diferencias dos tipos:
-
“Fijas”. Se consideran de este tipo cuando la frecuencia natural más
baja del movimiento de flexión de la estructura está por encima dela
frecuencia más alta de excitación de ola significativa. Se comportan
como un cuerpo rígido y deben resistir todas las fuerzas dinámicas del
ambiente.
-
“Compliant”. Pertenecen a este tipo cuando la frecuencia natural más
baja está por debajo de la energía de ola. Las fuerzas del ambiente
provocan que este tipo de estructuras se desvíen, pero la magnitud de
las cargas dinámicas es...
2. Estructuras Offshore
Una estructura offshore es una estructura situada en el mar y que por tanto se
encuentra sometida a la acción del oleaje, y además a unas condiciones
meteorológicas adversas. Estos fenómenos es importante tenerlos en cuenta
en el diseño y el cálculo de estas estructuras ya que el tiempo meteorológico es
unade las principales causas de fallos en las estructuras offshore.
Este tipo de estructuras pueden ser fijas al lecho marino o flotantes y la
función principal para la que fueron concebidas es la exploración y producción
de gas y petróleo, aunque han ido surgiendo otras funciones como
aprovechamiento
de
la
energía
del
mar,
aeropuertos,
soportes
de
aerogeneradores, basede edificios, etc. Para todas estas funciones se pueden
aplicar los mismos principios de diseño y construcción.
2.1. Reseña histórica
El nacimiento de la industria offshore surge en 1947 con Kerr-McGree en el
Golfo de México alcanzando una profundidad de 4.6 m para explotar un pozo
petrolífero. La estructura se componía de una cubierta de madera de 11.6 m x
21.6 m sustentada sobrepilotes que alcanzaban una profundidad de 31.7 m.
Desde este momento se fueron introduciendo innovaciones en los distintos
tipos de estructuras offshore, tanto fijas como flotantes, situadas cada vez en
emplazamientos más profundos y con condiciones ambientales más hostiles.
Un avance importante se produjo con la plataforma COGNAC, estructura fija
que se componía de tres estructuras separadasdispuestas una sobre otra, con
la que se alcanzó 312 m de profundidad. La mayor profundidad alcanzada con
una estructura fija de este tipo se logra en 1991 con 412 m. A partir de aquí, la
búsqueda de mayor profundidad se traduce en estructuras fijas cada vez más
caras y difíciles de instalar.
Capítulo 2
Página 9
Estructuras offshore sometidas a la acción del oleaje
Ante este panoramasurge una alternativa innovadora y barata, la torre
arriostrada “Lena“, la cual permite la deformación de sus elementos para
soportar las cargas y está sostenida por un conjunto de tirantes para resistir las
cargas de huracanes. Con este tipo se alcanza una profundidad de 500 m.
Todas estas estructuras mencionadas han sido construidas en acero, no
obstante en la década de los ochenta seconstruyen algunas con hormigón en
aguas muy hostiles en el mar del Norte.
Figura 2.1 Evolución de la plataforma fija (profundidad en metros)
Finalmente, cabe mencionar que en 1975 se instala en el Reino Unido en el
Mar del Norte el primer sistema flotante, que se trataba de un semi-sumergible
convertido. Con el desarrollo de estas plataformas flotantes se redefinió el
concepto de aguasprofundas en el campo de las estructuras offshore
llegándose a alcanzar los 3000 m de profundidad.
2.2. Tipología estructural
Las estructuras offshore se pueden clasificar en dos grupos: las apoyadas en el
fondo marino, objeto de nuestro estudio, y las flotantes.
Capítulo 2
Página 10
Estructuras offshore sometidas a la acción del oleaje
Las estructuras apoyadas en el fondomarino, a excepción de las
construidas en hormigón, son perfiles tubulares de acero soldados que actúan
como un entramado que soporta el peso de la estructura total y las fuerzas
debidas a las olas, la corriente marina y el viento.
Se diferencias dos tipos:
-
“Fijas”. Se consideran de este tipo cuando la frecuencia natural más
baja del movimiento de flexión de la estructura está por encima dela
frecuencia más alta de excitación de ola significativa. Se comportan
como un cuerpo rígido y deben resistir todas las fuerzas dinámicas del
ambiente.
-
“Compliant”. Pertenecen a este tipo cuando la frecuencia natural más
baja está por debajo de la energía de ola. Las fuerzas del ambiente
provocan que este tipo de estructuras se desvíen, pero la magnitud de
las cargas dinámicas es...
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