Laboratorio Fisica

Fundaciones para turbinas eólicas costa afuera
 
Felipe Alberto Villalobos Jara *1
* Universidad Católica de la Santísima Concepción. CHILE
Autor de correspondencia:

RESUMEN
Este artículo describe el comienzo y la evolución de la hoy en día creciente mundialmente industria de la energía eólica costa afuera. Como un caso particular, se describe la actual política de energías renovables enel Reino Unido. Se explican las características de las cargas ambientales existentes costa afuera, tipos de suelos del fondo marino y las fundaciones que se utilizan comúnmente. El tipo de estructura y régimen de carga establecen nuevas condiciones desde el punto de vista de la Ingeniería Civil. Se presentan las cámaras a succión como una fundación alternativa para turbinas de viento costa afuera.Las cámaras a succión son actualmente una alternativa aceptada en vez de usar pilotes en aplicaciones para la industria del petróleo y el gas. Sin embargo, este no es el caso todavía en aplicaciones para aerogeneradores costa afuera.
Palabras Clave: Energía eólica, aerogeneradores costa afuera, fundaciones marinas, cámaras a succión

 
1. Introducción
La creciente necesidad de producción deenergía limpia y sustentable en un futuro cercano, ha dado como resultado la búsqueda de alternativas a los combustibles fósiles como fuente de energía. La energía eólica es una de las opciones más prometedoras para la generación de electricidad, con pronósticos de crecimiento optimistas para el futuro cercano. El gobierno del Reino Unido (UK Government 2002), en el reglamento RO, estáimplementando una política de energía renovable para reducir las emisiones de C02, con la meta de abastecer de fuentes renovables el 10% del consumo total de electricidad para el 2010, y según el DTI (2003) el 20% en el 2020. Actualmente están funcionando siete parques eólicos costa afuera a lo largo de las costas del Reino Unido (ver Tabla 1). Como parte de la primera ronda de proyectos de parques eólicoscosta afuera (alrededor de 630 turbinas, sumando un total de 1700 MW) otros 10 parques eólicos pronto serán construidos y otros 15 están anunciados para ser construidos en los próximos diez años como parte de la segunda ronda de proyectos (alrededor de 2000 turbinas, sumando un total de 7100 MW). Dado lo anterior, se ha estimado que la energía eólica costa afuera será capaz de proporcionaralrededor del 9% del suministro de electricidad del Reino Unido. Sin embargo, si el 20% de la electricidad fuera suministrada por el viento costa afuera (usando turbinas de 3.5 MW) otras 3200 turbinas pudieran ser necesarias para alcanzar el 11% restante para lograr tal objetivo.
Dentro de este contexto, un gran proyecto de investigación fue emprendido por una sociedad entre industrias y universidad conla finalidad de mejorar los métodos de diseño actuales usados para instalar turbinas eólicas costa afuera. En la universidad de Oxford la investigación se ha centrado en el estudio de un nuevo tipo de fundación para turbinas eólicas costa afuera. Se puede encontrar información sobre el proyecto en Oxford en Houlsby y Byrne (2000), Byrne et al. (2002), Byrne y Houlsby (2003,2006) y Villalobos etal. (2004).
El diseño de fundaciones se basa en una proporción equilibrada de teorías y empirismo. Un planteamiento predominantemente empírico es aceptable cuando el tipo de fundación es familiar al ingeniero geotécnico en base a su experiencia. Sin embargo, en presencia de un nuevo tipo de fundación tal enfoque puede llevar a demasiado riesgo. Para emplear con confianza en la práctica un nuevotipo de fundación se debe emprender una investigación completa de su respuesta bajo diversas pero probables, condiciones de carga. Ésta es la razón principal para estudiar nuevos tipos de fundaciones tales como cámaras a succión para turbinas eólicas costa afuera.
2. La industria de la energía eólica costa afuera
El uso del viento como fuente de energía data de muchos siglos atrás. Se alcanza un...