1. Introducción
Los sistemas de amarre ayudan a mantener en su sitio estructuras flotantes como turbinas eólicas marinas, plataformas petrolíferas y unidades flotantes de almacenamiento (FPSO). Utilizan cadenas, cuerdas y anclas para resistir el oleaje, el viento y las corrientes. Según la profundidad del agua y los materiales utilizados, los ingenieros eligen distintos tipos de amarre. En este artículo analizaremos los tres sistemas de amarre más comunes: Catenaria, Taut-Leg, y Tension-Leg.
2. ¿Qué es un sistema de amarre?
Un sistema de amarre conecta una plataforma flotante al lecho marino. Evita que la plataforma vaya a la deriva y la mantiene estable en condiciones marítimas adversas. Según las normas internacionales sobre energía eólica marina (como IEC 61400-3), existen tres tipos principales de sistemas de amarre en función de cómo generan la fuerza de recuperación:
- Catenaria: Utiliza el peso del cabo de amarre.
- Taut-Leg: Utiliza la tensión y la elasticidad de la cuerda.
- Tensión-Pierna (TLP): Utiliza tendones verticales bajo tensión.
3. Los tres tipos de sistemas de amarre
3.1 Sistema de amarre con catenaria
- Cómo funciona: Este sistema utiliza cadenas pesadas o cables de acero. La cadena cuelga en una curva y se apoya en el lecho marino. Su propio peso la ayuda a resistir el movimiento.
- Pros:
- Sencillo y rentable.
- Fácil de instalar y mantener.
- Funciona bien en aguas poco profundas.
- Contras:
- Necesita una gran superficie en el lecho marino.
- Menos estable en aguas más profundas.
- Las cadenas pueden sufrir fatiga y corrosión.
- Lo mejor para: Aguas poco profundas o de profundidad media (normalmente menos de 100 metros). Se utiliza en proyectos como el parque eólico flotante Hywind Tampen, en Noruega.
3.2 Sistema de amarre de pata tensada
- Cómo funciona: Utiliza cuerdas sintéticas o alambres de acero bajo tensión. Las cuerdas se estiran en ángulo (unos 30-45°) y se anclan en el lecho marino. Crean una fuerza restauradora gracias a su elasticidad.
- Pros:
- Necesita menos espacio en el lecho marino.
- Mayor estabilidad y respuesta más rápida.
- Ideal para aguas más profundas.
- Contras:
- Mayor coste de instalación.
- Los anclajes deben soportar cargas verticales y horizontales.
- Los materiales pueden desgastarse con la tensión y las olas.
- Lo mejor para: Aguas medias y profundas (100-250 metros).
3.3 Sistema de amarre de pata tensada (TLP)
- Cómo funciona: Las TLP utilizan tendones verticales de acero o fibra, tensados desde la estructura flotante hasta anclajes en el lecho marino. Este diseño impide que la plataforma se mueva hacia arriba o hacia abajo y limita la deriva horizontal.
- Pros:
- Muy estable.
- Excelente control del movimiento (sin cabeceo, balanceo ni cabeceo).
- Ideal para plataformas petrolíferas o de gas en aguas profundas.
- Contras:
- Muy caro.
- Difícil de instalar.
- Más rígido y sensible a las condiciones del mar.
- Lo mejor para: Aguas profundas (más de 250 metros).
4. Comparación lado a lado
| Tipo de amarre | Fuente de fuerza | Ángulo de línea / Disposición | Profundidad del agua | Pros | Contras |
|---|---|---|---|---|---|
| Catenaria | Peso de la cadena | Casi horizontal, se encuentra en el fondo del mar | Poco profundo (<100 m) | Bajo coste, fácil de instalar | Ocupa espacio, menos estable |
| Taut-Leg | Tensión de la cuerda | Ángulo de 30°-45°, la cuerda se mantiene fuera del fondo marino | Media (100-250 m) | Ocupa poco espacio, preparado para aguas profundas | Mayor coste, se necesita fuerza de anclaje |
| Tensión-Pierna (TLP) | Tensión vertical | Líneas rectas verticales | Profundidad (>250 m) | Extremadamente estable, sin deriva | Configuración costosa y compleja |
5. Aplicaciones reales
- Hywind Tampen (Noruega) utiliza un Catenaria para aerogeneradores flotantes.
- Plataformas petrolíferas y de gas utilizan a menudo Tension-Leg amarre para operaciones en aguas profundas.
- Muchos energía eólica marina proyectos en aguas profundas eligen ahora Taut-Leg para ahorrar espacio y mejorar la estabilidad.
Cada sistema se adapta a diferentes necesidades en función de la profundidad del agua, las condiciones del lecho marino, el tipo de estructura y el presupuesto.
6. Conclusión
Cada tipo de amarre tiene sus puntos fuertes:
- Catenaria es rentable y excelente para aguas poco profundas.
- Taut-Leg proporciona un mejor control en zonas más profundas con menos espacio necesario.
- Tension-Leg ofrece el mejor control de movimiento, pero tiene un precio elevado.
La elección del sistema de amarre adecuado depende de la ubicación del proyecto, la profundidad del agua, el tipo de plataforma y el presupuesto. Con la aparición de cada vez más proyectos de energía eólica flotante y energía marina, las opciones de amarre inteligentes son más importantes que nunca.