Tecnología 'sumergida' en Cantabria para reducir los costes de la energía eólica flotante en el mar

Estudios como el que firmó hace unos meses la compañía EIT InnoEnergy demuestran el potencial que podría tener la energía eólica marina flotante en la Península Ibérica.

Hablan, nada menos, de la creación en España y Portugal de hasta 50.000 puestos de trabajo de alta cualificación (de los cuales 60% serían directos y el resto indirectos) y un volumen de negocio que podría alcanzar los 5.000 millones de euros de facturación anual en 2030, con más de un tercio de los ingresos provenientes de la exportación.

Ante esta perspectiva no es extraño que el mercado lleve tiempo moviéndose, con noticias de tinte histórico como la que hablaba de que Naturgy y Enagás ya planificaban el primer parque eólico flotante en Asturias.

En la vecina Cantabria, el Clúster de energías marinas de Cantabria también está trabajando en un proyecto similar.

Pero como sucede en todos los sectores, cualquier avance requiere de trabajos en la sombra para que la tecnología requerida tenga costes contenidos.

Y en materia de energía eólica marina flotante, hay un interesante grupo de investigación también en la región cántabra, concretamente el Instituto de Hidráulica Ambiental de la Universidad de Cantabria, que está trabajando en este sentido en el marco del proyecto europeo Corewind.

Este programa está subvencionado por la Unión Europea dentro del programa Horizonte 2020 y cuyo objetivo es la reducción del coste y la mejora del rendimiento de la tecnología eólica flotante.

El equipo de IHCantabria está coordinado por Raúl Guanche como responsable del grupo de investigación de Ingeniería Offshore y Energías Marinas.

El ingeniero Miguel Somoano y el matemático y físico Álvaro Rodríguez, miembros de este equipo, explican que los esfuerzos de investigación y optimización se concentran en dos componentes esenciales: los sistemas de fondeo y el cable dinámico para la extracción de potencia.

Los ensayos

"Para evaluar el funcionamiento de este tipo de soluciones innovadoras estamos realizando ensayos en tres localizaciones distintas, con dos diseños de subestructuras flotantes de hormigón sobre las que descansa una turbina eólica de 15 MW", cuenta Somoano.

Las tres localizaciones se encuentran en Escocia (al oeste de la Isla de Barra), en Gran Canaria y en California (Morro Bay), con unas profundidades de 100, 200 y 870 metros, respectivamente.

Los dos conceptos de hormigón consisten en una plataforma spar (unidad flotante de producción con capacidad de almacenamiento propio) diseñada por el profesor Climent Molins de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), y una plataforma semisumergible desarrollada por la empresa del grupo ACS COBRA.

El grupo de Ingeniería Offshore y Energías Marinas de IHCantabria lidera el paquete de trabajo dedicado a los ensayos experimentales, además de participar activamente en otros como el orientado a optimizar las estrategias de operación y mantenimiento.

"Así, por un lado, desarrollamos nuevas técnicas que nos permiten evaluar la accesibilidad tanto de pequeños catamaranes CTV (Crew Transfer Vessel) como de buques SOV (Service Operation Vessel) para planificar estrategias de Operación y Mantenimiento que reduzcan costes en distintos escenarios", explican.

Por otro lado, "exploramos los métodos BIM (Building-in-model), que nos permiten incorporar la información de la monitorización en tiempo real en campo al resultado de modelos numéricos, y así poder evaluar el estado actual y futuro de nuestros activos, con el fin de reducir costes mediante su gestión eficiente", indica Álvaro Rodríguez.

Hoja de ruta

"Respecto a los ensayos experimentales, nuestro objetivo es validar el comportamiento dinámico tanto de las líneas de fondeo como del cable sumergido realizando diversas campañas de ensayos a gran escala", concluye.

En 2020, los investigadores utilizaron el Gran Tanque de Ingeniería Marítima de Cantabria (CCOB) para testar técnicas punteras Real-Time Hybrid Model para turbinas eólicas flotantes, así como métodos de truncado para simular a gran escala aguas profundas y/o grandes huellas en las líneas de fondeo, informan desde la universidad.

En este año 2021, el trabajo se centra en el análisis dinámico, por separado, de una línea de fondeo en catenaria con dos diseños distintos (sólo cadena y cadena-nylon) y del cable sumergido, a una escala 1/75, simulando los de la plataforma semisumergible en la localización con 100 metros de profundidad en Escocia.

"Hemos diseñado dentro del Canal de Oleaje-Corriente-Tsunamis (COCOTSU) una configuración que nos permite realizar oscilaciones forzadas que reproducen los movimientos de la guía del cable", recalcan.

En este sentido, "se graba visualmente la cinemática de la línea ensayada al mismo tiempo que medimos las tensiones en sus dos extremos. Los resultados se utilizan para validar nuestro modelo numérico Oasis, y así poder extrapolar más adelante los resultados a escala prototipo", explican los expertos.

En 2022, el equipo reproducirá este análisis dinámico en todo el sistema de fondeo y el cable sumergido, en conjunto con la plataforma eólica flotante. Estos ensayos se realizan en el Gran Tanque y a mayor escala, truncando las líneas de fondeo.

Por último y paralelamente, se están llevando a cabo otros ensayos en campo en el laboratorio marino MCTS El Bocal, dirigidos a analizar la evolución de las características de los materiales utilizados, tanto en las líneas de fondeo como en el cable submarino, en una exposición a ambiente marino real para valorar los problemas de corrosión y procesos de incrustación biológica.

También forman parte del proyecto el IREC (Instituto de Investigación en Energía de Cataluña), investigadores de la Technical University of Denmark, la University of Stuttgart y el Politecnico di Milano; el fabricante de cables inglés JDR; la ingeniería francesa INNOSEA; la consultora alemana Ramboll; la certificadora también alemana UL DEWI; la operadora noruega Equinor; y la asociación WindEurope.