Compensación de heave para la eólica marina
Tres situaciones en las que un compensador de heave en línea o un amortiguador ayuda en una campaña de eólica marina: izados submarinos para la eólica flotante y las cimentaciones, colocación de cargas desde un buque flotante y deslizamientos súbitos de pilotes durante la hinca. También se explica cuándo corresponden pinzas, guías y cabos de retenida.
- En una plataforma autoelevable elevada, apoyada sobre sus patas en el fondo marino, las olas no transmiten heave al gancho. En un buque flotante sí: la punta de grúa se mueve con el heave, el balance y el cabeceo del buque.
- Una unidad en línea ayuda en tres situaciones: izados submarinos a través de la zona de salpicadura hasta el fondo marino, por ejemplo, de anclajes de succión, plantillas y cubiertas de protección; colocación de una carga desde un buque flotante, donde la carrera absorbe el movimiento de la punta de grúa tras el contacto y la fuerza en el cable cambia gradualmente, sin volver a arrancar la carga; y deslizamientos súbitos de pilotes durante la hinca, donde un amortiguador limita la carga máxima sobre la grúa.
- Actúa solo en la trayectoria vertical de la carga. Para controlar la posición horizontal y la orientación se necesitan guías, pinzas o cabos de retenida.
- Nuestras unidades en línea abarcan de 12.5 a 10,000 t (RIGEL, CYGNUS y ANTARES), y los amortiguadores POLARIS, de 75 a 4,000 t. Cada unidad se dimensiona a partir de un modelo de izado que incluye el buque, la grúa, el aparejo, la carga útil y los estados de mar.
La mayoría de los izados para eólica marina se realizan desde una plataforma autoelevable apoyada sobre sus patas o desde un buque flotante de carga pesada o construcción. La plataforma que sostiene la grúa determina si el heave llega al gancho y, por tanto, gran parte de lo que debe hacer un compensador de heave en línea.
Plataforma autoelevable o buque flotante
Una plataforma autoelevable elevada se apoya en el fondo marino, por lo que las olas no provocan heave en su casco ni en su grúa. Sus izados dependen del viento sobre el componente, la flexibilidad de la grúa y la estructura, y el movimiento del soporte del que se toma o sobre el que se coloca la carga, como un buque de suministro situado al costado. Hay dos casos en los que una unidad en línea sigue siendo útil: una carga tomada de un buque de suministro flotante se mueve con este hasta despegar de la cubierta, y un izado submarino atraviesa la zona de salpicadura con independencia de dónde esté la grúa. Nuestro artículo sobre izado rápido muestra cómo una unidad adaptativa separa una carga de una cubierta en movimiento.
Un buque flotante sigue moviéndose con las olas. El movimiento vertical de la punta de grúa combina el heave del buque con su balance y cabeceo: la contribución del balance depende de la distancia de la punta al plano de crujía y la del cabeceo, de su distancia a la sección media. Por eso, una punta de grúa muy desplazada hacia un costado o hacia proa o popa puede moverse más que el propio heave del buque. Ese movimiento llega a la carga a través del cable y las eslingas rígidos. Nuestro artículo sobre movimientos del buque muestra cómo se calcula.
Dónde ayuda una unidad en línea
Izados submarinos para eólica flotante y cimentaciones
Los anclajes de succión y los elementos de amarre para eólica flotante, las plantillas para la instalación previa de pilotes, las estructuras submarinas y las cubiertas de protección se bajan desde un buque flotante a través de la zona de salpicadura hasta el fondo marino. Se enfrentan a las mismas cargas que cualquier izado submarino: impactos contra el agua, resistencia hidrodinámica, flotabilidad y masa añadida en la zona de salpicadura, y después la velocidad de llegada al fondo marino. Un compensador pasivo en línea aporta flexibilidad al sistema de izado, reduce las cargas de impacto y atenúa el movimiento de la punta de grúa que llega a la carga durante el asentamiento. En nuestro estudio de la zona de salpicadura para una cubierta de GRP de 35 t con Hs 1.8 m, un RIGEL 75 t / 4.5 m redujo la carga máxima en el cable de 1,846 kN a 655 kN y eliminó todos los episodios de eslinga destensada; el margen de carrera fue el factor limitante. Cruce de la zona de salpicadura e izados submarinos explican estas cargas.
Colocación de una carga desde un buque flotante
Cuando un buque flotante coloca una carga sobre algo fijo, como una estructura jacket sobre pilotes preinstalados, una pieza de transición sobre un monopilote o una plantilla sobre el fondo marino, la punta de grúa sigue moviéndose después del primer contacto. Con un aparejo rígido, cada movimiento ascendente de la punta de grúa puede volver a separar la carga, que después golpea al bajar, ciclo tras ciclo, hasta que se larga suficiente cable (Figura 1).
Con un compensador pasivo en línea, el movimiento de la punta de grúa tras el contacto se absorbe como carrera, de modo que la fuerza en el cable cambia gradualmente sin arrancar de nuevo la carga de la brida. A medida que se larga cable, la unidad se retrae, su fuerza disminuye y el peso se transfiere a la cimentación. Hasta entonces, la carga apenas ejerce peso sobre su asiento, por lo que el largado debe seguir adelantándose al movimiento de la punta de grúa y el período natural de la unidad con la carga debe mantenerse alejado de los períodos del oleaje. El modelo de izado comprueba la velocidad de contacto, la carrera y el ajuste para los estados de mar de la campaña. ANTARES añade un modo de asentamiento que abre sus válvulas y libera su función EQ para una colocación suave.
Deslizamiento súbito de pilotes durante la hinca
Los monopilotes y los pilotes de anclaje suelen hincarse con un martillo hidráulico. Si la punta del pilote alcanza una capa de suelo débil, el pilote puede deslizarse súbitamente y el cable de la grúa debe detener la parte de la carga que aún sostiene. Un POLARIS es un amortiguador en el ramal de la grúa que limita la fuerza cerca del ajuste de sus válvulas mientras recorre su carrera, en lugar de transmitir a la grúa toda la carga de frenado. Protección ante el deslizamiento súbito de pilotes explica este caso de carga y el dimensionamiento.
Qué no hace
Un compensador de heave en línea actúa en la trayectoria vertical de la carga. No posiciona una carga en el plano horizontal ni la gira: de ello se encargan las guías y defensas, las pinzas para pilotes con compensación de movimiento y los cabos de retenida; el plan de izado suele necesitar también alguno de estos medios. Tampoco ayuda en un izado en el que no se mueven ni el gancho ni el soporte de la carga: el izado de una góndola o una pala desde la propia cubierta de una plataforma autoelevable elevada depende del viento sobre el componente y de la dinámica de la grúa.
Izados para eólica marina de un vistazo
| Izado | Normalmente desde | Factores determinantes | Unidad en línea |
|---|---|---|---|
| Monopilote: giro a vertical, descenso e hinca | Un buque flotante con pinza para pilotes o una plataforma autoelevable | El control de posición de la pinza; el riesgo de deslizamiento súbito del pilote durante la hinca | POLARIS para un deslizamiento súbito del pilote; la pinza mantiene la posición |
| Pieza de transición sobre un monopilote | Una plataforma autoelevable o un buque flotante | La alineación y el asentamiento sobre la brida o los apoyos de lechada | Desde un buque flotante, un compensador puede suavizar el asentamiento; se dimensiona para cada izado |
| Estructura jacket sobre pilotes preinstalados | Un buque flotante de carga pesada; a veces, una plataforma autoelevable | El paso por la zona de salpicadura y después el asentamiento sobre los pilotes en el fondo marino, con guías de inserción para la alineación | Un compensador puede suavizar el paso y el asentamiento; se dimensiona para cada izado |
| Módulo superior de una subestación sobre su estructura jacket | Un buque flotante de carga pesada | El asentamiento sobre la estructura jacket, con defensas y guías | Un compensador puede suavizar el asentamiento; se dimensiona para cada izado |
| Plantillas, anclajes, estructuras submarinas y cubiertas | Un buque flotante de construcción | Las cargas en la zona de salpicadura y el asentamiento en el fondo marino | RIGEL, CYGNUS o ANTARES |
| Torre, góndola y palas | Una plataforma autoelevable | El viento sobre el componente y la alineación en altura | Ninguna desde la propia cubierta de la plataforma autoelevable; para tomar una carga de un buque de suministro flotante, un izado rápido con ANTARES |
Dimensionamiento de una unidad para un izado en eólica marina
La unidad se dimensiona mediante un modelo de izado: movimiento del buque en la punta de grúa para los estados de mar de la campaña, grúa y aparejo, masa, geometría e hidrodinámica de la carga útil, y criterios de llegada al fondo marino o de asentamiento. En un izado pesado, la longitud y el peso de la propia unidad también reducen la altura de gancho disponible y la capacidad indicada en la tabla de cargas de la grúa. CONSTELLATION simula el izado con y sin compensador e informa de las cargas, la carrera utilizada y los márgenes.
RIGEL (55 a 1,000 t), CYGNUS (12.5 a 10,000 t) y ANTARES (30 a 4,000 t) cubren los izados en línea; todos tienen una profundidad nominal de 3,000 m. ANTARES puede modificar su ajuste durante el izado: mayor rigidez y amortiguamiento al atravesar la zona de salpicadura, menor rigidez por debajo y un modo de asentamiento que abre sus válvulas y libera su función EQ para una colocación suave. También puede elevar rápidamente una carga para separarla de una cubierta en movimiento. Los amortiguadores POLARIS abarcan de 75 a 4,000 t.
Fuentes y supuestos
- Las cargas indicadas para los izados submarinos siguen DNV-RP-N103. Las cifras del caso proceden de nuestro estudio en CONSTELLATION CS-2026-004 (cubierta de GRP de 35 t, RIGEL 75 t / 4.5 m, Hs 1.8 m, Tp 7.5 s, el peor resultado de ocho realizaciones), un estudio preliminar solo del paso por la zona de salpicadura, sin fase de llegada al fondo marino ni de asentamiento; no es un análisis certificado. La Figura 1 es esquemática.
- Las descripciones de los métodos de instalación son generales. El método, el buque y los equipos de cada campaña se determinan mediante la ingeniería del proyecto.
- Los rangos de producto proceden de nuestros datos de producto, septiembre de 2026.
Preguntas frecuentes
¿Necesita compensación de heave la instalación de eólica marina?
No para la mayoría de los izados desde una plataforma autoelevable elevada: se apoya en el fondo marino, por lo que las olas no mueven su grúa. Las excepciones son las cargas tomadas de un buque de suministro flotante y los izados submarinos a través de la zona de salpicadura. Desde un buque flotante, la punta de grúa se mueve con las olas y un compensador en línea ayuda donde más importa ese movimiento: los izados submarinos a través de la zona de salpicadura y la colocación de cargas sobre una cimentación fija o el fondo marino.
¿Puede ayudar un compensador de heave a levantar componentes de una barcaza de suministro?
Sí. El gancho de una plataforma autoelevable permanece inmóvil, pero un componente sobre un buque de suministro flotante se mueve con este hasta despegar de la cubierta; si se eleva despacio, la cubierta puede volver a golpearlo. Una unidad adaptativa como ANTARES puede elevar rápidamente la carga para separarla de la cubierta. Su idoneidad para la grúa, la altura de gancho y el componente se comprueba en el modelo de izado.
¿En qué se diferencia un compensador de heave de una pinza para pilotes?
Un compensador de heave actúa en línea en la trayectoria vertical de la carga: absorbe el movimiento de la punta de grúa mediante su carrera. Una pinza para pilotes con compensación de movimiento mantiene un monopilote en posición en el plano horizontal mientras se baja y se hinca desde un buque flotante. Cumplen funciones distintas.
¿Cómo protege un amortiguador la grúa si un pilote se desliza súbitamente?
Si un pilote se desliza súbitamente durante la hinca, el cable de la grúa debe detener la parte de la carga que aún sostiene. Un amortiguador como POLARIS en el ramal de la grúa limita la fuerza cerca del ajuste de sus válvulas mientras recorre su carrera; así, la grúa recibe una fuerza limitada en lugar del pico completo de frenado.
¿Qué unidades de Norwegian Dynamics son adecuadas para la eólica marina?
RIGEL, CYGNUS y ANTARES para izados en línea, con un rango conjunto de 12.5 a 10,000 t y una profundidad nominal de hasta 3,000 m; POLARIS para deslizamientos súbitos de pilotes. Los amortiguadores POLARIS abarcan de 75 a 4,000 t. La elección se basa en un modelo de izado de la carga útil, el buque y los estados de mar.
¿Tiene un izado para un proyecto de eólica marina?
Envíenos:
- el componente, su masa y su aparejo
- el buque y la grúa
- los estados de mar y los criterios de llegada al fondo marino o de asentamiento
Modelaremos el izado en CONSTELLATION con y sin compensador y dimensionaremos la unidad.
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