Desafíos Subsea
Por Peter Wang, COO · Noviembre 2025
Las operaciones subsea presentan desafíos de ingeniería únicos que no existen en el levantamiento en superficie. A medida que el equipo se baja por debajo de la superficie del agua, encuentra fuerzas y condiciones que afectan significativamente la operación de levantamiento — incluyendo cambios de flotabilidad, variaciones de temperatura, presión del agua y efectos hidrodinámicos.
Comprender estos desafíos es esencial para planificar instalaciones submarinas seguras y eficientes. Los modernos compensadores de movimiento de ola están diseñados para tener en cuenta estos efectos.
Flotabilidad
La flotabilidad es una fuerza causada por la diferencia relativa de densidad de masa entre aire y agua de mar que hace que el peso neto del objeto elevado caiga. El efecto es relativamente pequeño si el objeto es acero macizo, pero puede ser realmente significativo si es parcialmente hueco o está hecho de materiales ligeros (como concreto, plástico o aluminio). Esto puede afectar la estabilidad de la carga útil causando rotación. También afecta significativamente el equipo de compensación, tanto de forma negativa como positiva:
- A medida que el peso de la carga útil cae debido a la flotabilidad, hará que la posición de equilibrio del cilindro de compensación se desplace hacia adentro y en algunos casos hará que el cilindro se retraiga completamente. Esto limitará el rendimiento del compensador.
- Si el compensador es adaptativo, reducirá la presión interna del gas para que el equilibrio permanezca en el centro. Este es un efecto positivo para la eficiencia de compensación de movimiento ya que aumentará efectivamente el período natural del compensador y reducirá la transmisibilidad.
Temperatura
Si la temperatura ambiente del aire es alta en comparación con la temperatura del agua de mar o la temperatura del agua de superficie es alta en comparación con la temperatura del agua en la profundidad de desembarque, causará una caída significativa en la presión del gas del compensador. Como regla general, podemos decir que la presión cae el 1% por cada 3°C de caída de temperatura, lo que corresponde aproximadamente a un cambio del 5% en la carrera (de la longitud total de la carrera y significativamente dependiendo de la relación gas-aceite).
Generalmente, la temperatura sigue una termoclina, un ejemplo se muestra a continuación, donde la temperatura cae rápidamente al principio antes de dejar de variar con la profundidad.
Presión del agua
La presión del agua aumenta aproximadamente 1 bar por cada 10 metros de profundidad del agua. Esto puede tener un efecto significativo en el equilibrio de la carrera del compensador. Como ejemplo, digamos que estamos levantando 250t (peso mojado) con un compensador de 400t desde la superficie hasta una profundidad de 1000 m. El diámetro de la varilla del pistón puede asumirse como 180 mm. ¿Cuánto cambiaría la posición de equilibrio?
Podemos suponer que un cambio de fuerza del 15% hará que la varilla se retraiga completamente de la carrera media a la carrera cero (valor típico para PHC de rigidez relativamente alta). A 1000 m, la presión del agua será de aproximadamente 100 bar y la fuerza que actúa sobre la varilla del pistón causando la retracción será:
26t es aproximadamente el 10% de 250t, por lo que en otras palabras, podemos esperar que el equilibrio de la carrera cambie de la posición media (1/2 de la carrera completa) a aproximadamente 1/6 de la carrera completa.
Al usar un PHC adaptativo, este problema se puede evitar.
Fuga
En el pasado, ha habido muchos casos de fugas de agua en compensadores subsea. Los resultados han ido desde reducción de rendimiento, corrosión hasta explosiones. El problema puede evitarse con un diseño, pruebas y mantenimiento adecuados. En Norwegian Dynamics, tenemos total enfoque en el problema y creemos que tenemos la solución más robusta del mercado. Hemos implementado lo siguiente:
- Sellos dobles en todos los volúmenes, donde los sellos siempre usan dos superficies diferentes para minimizar daños a los sellos durante el montaje.
- Las pruebas de presión externa forman parte del FAT para verificar la integridad del sello.
- Compartimentalización para mitigar las consecuencias de una fuga.
- Piezas de repuesto para reemplazar rápidamente un componente dañado.
- Para aplicaciones críticas de la misión, ofrecemos redundancia con múltiples compartimentos capaces de realizar una única tarea.
- Prueba de sello trasero para compartimentos críticos realizada como parte del mantenimiento regular (y se puede realizar en alta mar).
- Reemplazo de sello completo programado.
