OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se enmarca en el campo técnico de plataformas semisumergibles para aplicaciones marítimas. Más en particular, el objeto de la presente invención es una plataforma semisumergible sustancialmente de hormigón con un sistema pasivo anti-inundación materializado por medio de columnas de flotabilidad con una compartimentación interna determinada, donde dicha plataforma puede ser utilizada para diversas aplicaciones marítimas como la energía eólica, subestaciones eléctricas o instalaciones de generación de hidrógeno.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En el estado de la técnica existen multitud de sistemas para realizar la cimentación y estabilización de plataformas marítimas.

Según el tipo de cimentación utilizada, se pueden clasificar en cimentación flotante, semisumergible o por gravedad.

En los sistemas flotantes el montaje puede realizarse en tierra desplazando todo el conjunto hasta el punto de instalación o en el propio punto de instalación desplazando la cimentación y la torre de manera independiente.

En cuanto a los sistemas de plataformas semisumergidos, la mayoría de las instalaciones conocidas constan de elementos de acero unidos entre sí conformando una estructura por celosía.

Estos sistemas por celosía presentan mayor complejidad para el montaje, asi como posibles problemas de corrosión, particularmente en las uniones entre elementos.

Asimismo, El coste de fabricación de estas estructuras de celosía es significativamente más elevado que en el caso de estructuras flotantes de hormigón. Asimismo, los sistemas conocidos pueden presentar un sistema de lastre activo o pasivo. Por ejemplo, el sistema activo puede consistir en bombear fluido de lastre, por ejemplo agua de lastre, entre el interior de las columnas de flotación y compartimentos del cuerpo principal en función de las cargas que transmite el aerogenerador y el oleaje.

Otros sistemas pasivos, utilizan agua de lastre en el interior de las columnas únicamente para realizar el hundimiento controlado hasta la altura por debajo de la superficie marítima deseada en el momento de la instalación.

Un problema de algunos sistemas conocidos es que, en caso de ocurrir una vía de agua inesperada en una de las columnas de flotabilidad, se producirá la inundación inminente de toda la columna, y, como consecuencia, puede ocasionar el hundimiento de toda la plataforma semisumergible. Más en particular, una inundación progresiva e imparable puede derivar en una escora incontrolable, y, con ello provocar el hundimiento de la plataforma.

Otras plataformas conocidas, además de las columnas de flotación, utilizan un soporte central en el centro de cuerpo base para la instalación del aerogenerador, siendo éste de alto coste y complejidad.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención pretende solucionar alguno de los problemas mencionados en el estado de la técnica. Más en particular, en un primer aspecto de la invención se describe una plataforma semisumergible para aplicaciones marítimas.

Dicha plataforma semisumergible comprende:

- un cuerpo base de hormigón dotado de compartimentos internos adaptados para alojar un fluido de lastre,

- tres o más columnas de flotabilidad compuestas sustancialmente de hormigón, donde dichas columnas sobresalen desde una cara superior del cuerpo base y están dispuestas en los vértices del cuerpo base, donde al menos una columna está dotada internamente de sendos anillos concéntricos, un anillo interior y un anillo exterior, unidos entre sí por una pluralidad de muros radiales que se extienden a lo largo de toda la columna y definen unos compartimentos antiinundación.

La configuración interna de la columna propuesta permite evitar que en caso de una vía de agua inesperada dentro de la columna desencadene una inundación progresiva e imparable que derive en una escora incontrolable, y con ello, el hundimiento de la plataforma. Simultáneamente, presenta, además, una función estructural para la transmisión de cargas, particularmente si se acopla un aerogenerador a una de las columnas de flotabilidad.

En una realización preferente todas las columnas comprenden un anillo interior y un anillo exterior, unidos entre sí por una pluralidad de muros radiales que definen unos compartimentos anti-inundación.

Una de las columnas, en adelante denominada columna principal puede estar operativamente unida a una torre metálica, por ejemplo, de un aerogenerador.

Más en particular, en una realización preferente de la torre metálica puede estar acoplada al anillo interior de la columna principal a través de un anillo de anclaje.

Como consecuencia, los muros radiales no solo cumplen una función anti-inundación sino que mejoran la distribución de cargas del aerogenerador hacia la columna y de ésta a la plataforma.

Preferentemente, la columna principal comprende más muros radiales que el resto de las columnas

Las columnas pueden ser estructuras en forma de cilindro que brindan estabilidad al agregar inercia en el plano del agua (aumentando el radio metacéntrico). Además, una configuración cilindrica reduce las cargas por oleaje.

No obstante, las columnas podrían presentar una configuración rectangular, hexagonal o equivalentes. En dichas realizaciones, la torre metálica va acoplada de la misma manera a un anillo interior de una columna principal como se ha mencionado anteriormente.

Además, la plataforma semisumergible comprende una fosa inferior que actúa como soporte para las columnas, los muros radiales, y para el cuerpo base y compartimentos del cuerpo base. Esta losa inferior tiene la finalidad de proporcionar una mayor rigidez estructural al conjunto de la plataforma, actuando como elemento soporte durante el proceso de construcción del resto de elementos de la plataforma.

Esta losa inferior puede sobresalir perimetralmente del cuerpo base, proporcionando una mayor superficie en planta que la disponible en el caso del cuerpo base, ayudando a bajar el centro de gravedad del conjunto, y proporcionando una mejora hidrodinámica al conjunto de la estructura, con un posible aumento extra de masa y amortiguamiento en las diferentes fases de transporte, puesta a flote y operación.”

Asimismo, el cuerpo base puede tener una abertura central conformando una piscina lunar en el centro de éste, que permite una reducción en el uso de materiales y su costo asociado.

En una realización preferente, el cuerpo base presenta una configuración rectangular con cuatro columnas de flotabilidad dispuestas en cada vértice del mismo. No obstante, el cuerpo base podría presentar una configuración sustancialmente triangular con tres columnas, un hexágono o un pentágono con las columnas de flotabilidad dispuestas en los vértices del cuerpo base.

La plataforma puede disponer además de líneas de amarre unidas a cada columna y destinadas a estar operativamente unidas al lecho marino. Preferentemente, comprende cuatro líneas de amarres acopladas a cuatro columnas de flotabilidad.

En otras realizaciones la plataforma semisumergible puede ser utilizada para otras aplicaciones marítimas tales como para una subestación eléctrica marina o para instalaciones de generación de hidrógeno marina. Nótese que puede ser utilizada para cualquier otro tipo de aplicación “offshore”. El equipo necesario en cada caso puede estar dispuesto dentro de ai menos una de ias columnas de flotabilidad y/o soportado por una superficie de apoyo que es a su vez soportada por las columnas de flotabilidad.

En un segundo aspecto el objeto de la invención es una instalación eóiíca marítima que comprende la plataforma sumergible según cualquiera de las realizaciones arriba descritas, y que comprende, además, una torre metálica unida a una de las columnas de flotabilidad y un aerogenerador montado sobre dicha torre metálica y dotado de ai menos dos palas, una góndola, un buje y un generador eléctrico.

Un tercer aspecto de la invención se refiere a un método de transporte e instalación de la plataforma sumergible, que comprende: a.) acopiar una torre metálica a una de las columnas de flotabilidad, o acoplar un equipo de aplicación marítima en el interior de una de las columnas y/o en una superficie de apoyo soportada por las columnas, b.) dotar a una o más columnas de sendos anillos concéntricos (5,6), unidos entre sí por una pluralidad de muros radiales que definen unos compartimentos anti-inundación, c.) transportar el conjunto por el océano de forma autoestable (flotando) hasta un punto de instalación situado en el mar, d.) llenar los compartimentos internos del cuerpo principal con un fluido de lastre, de manera que se produzca el hundimiento controlado de la plataforma hasta una altura predeterminada de las columnas, quedando así el cuerpo base por debajo de la superficie del mar, e.) acoplar las líneas de amarre a cada una de las columnas de flotación.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de una realización preferente de la invención donde se ilustra el cuerpo base, la losa inferior, las columnas de flotabilidad, anillos concéntricos y una torre metálica montada sobre el anillo interior de la columna principal.

Figura 2.- Muestra una vista superior en sección de la realización de la figura 1 , donde se ilustra los compartimentos del cuerpo principal, la piscina lunar y los compartimentos anti-inundación.

Figura 3.- Muestra una vista en detalle de la columna principal de acuerdo con la invención donde se muestra el acople de una línea de amarre a la misma.

Figura 4.- Muestra una vista en planta de una instalación de acuerdo con la presente invención, que comprende una torre metálica montada sobre el anillo interior de la columna principal de flotación y un aerogenerador montado sobre dicha torre metálica.

Figura 5.- Muestra una vista de la instalación de la figura 4, donde se ilustra más claramente las líneas de amarre acopladas a cada columna y al lecho marino.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Seguidamente se ofrece, con ayuda de las figuras adjuntas 1-5 antes descrita, una descripción en detalle de un ejemplo de realización preferente de la plataforma semisumegible, la instalación y el procedimiento de instalación y transporte objeto de la presente invención.

Más en particular, tal y como se puede observar en la figura 1 , un primer objeto de la invención es una plataforma semisumergible (1) para aplicaciones marítimas, que comprende un cuerpo base (2) de hormigón dotado de compartimentos internos (3) adaptados para alojar agua de lastre, y tres o más columnas de flotabilidad (4) compuestas sustancialmente de hormigón, donde dichas columnas (4) sobresalen desde una cara superior del cuerpo base (2) y están dispuestas en las vértices del cuerpo base (2), y donde al menos una columna (4) está dotada internamente de sendos anillos concéntricos (5,6), un anillo interior (5) y un anillo exterior (6), unidos entre sí por una pluralidad de muros radiales (7) que definen unos compartimentos anti-inundación (8).

Las figuras 1 y 2 muestran que, en la realización preferente siendo descrita, todas las columnas (4) comprenden un anillo interior (5) y un anillo exterior (6), unidos entre si por una pluralidad de muros radiales (7) que definen unos compartimentos anti-inundación (8).

Tal y como muestra la figura 1 , en la realización preferente una torre metálica (13) está acoplada al anillo interior (5) de la columna principal (4’) a través de un anillo de anclaje.

La figura 2 muestra más claramente que la columna principal (4’) comprende más muros radiales (7) que el resto de las columnas (4).

Asimismo, la figura 1 ilustra que la plataforma semisumergible (1) comprende una losa inferior (10) de hormigón unida a una cara inferior del cuerpo base (2), donde dicha losa inferior (10) sobresale perimetralmente del cuerpo base (2).

Tal y como muestran las figuras 1 y 2, el cuerpo base (2) está dotado de una abertura central (14) que define una piscina lunar en el centro de éste.

En la realización preferente descrita por todas las figuras 1-5, el cuerpo base (2) presenta una configuración rectangular con cuatro columnas (4) de flotabilidad dispuestas en cada vértice de éste.

La figura 3 muestra una vista en detalle de la columna principal (4’) de acuerdo donde se muestra el sistema de acoplamiento de una línea de amarre (11) a la misma.

En la realización preferente descrita, cada columna de flotabilidad (4) presenta lineas de amarre (11) operativamente unidas a cada columna (4) y destinadas a estar unidas al lecho marino.

Además, tal y como se muestra en la figura 3, las columnas de flotabilidad (4) pueden presentar una pasarela de acceso (15) para operarios, donde dicha pasarela de acceso (15) une dos columnas de flotabilidad (4) entre sí por una porción superior de las mismas.

La figura 4 ilustra una realización preferente de la instalación semisumergible objeto de la presente invención, donde dicha instalación comprende la plataforma sumergible (1) descrita por las figuras anteriores, y comprende, además, una torre metálica (12) unida a una de las columnas de flotabilidad (4) y un aerogenerador (13) montado sobre dicha torre metálica (12), donde el aerogenerador (16) comprende a su vez al menos dos palas, una góndola, un buje y un generador eléctrico.

La figura 5 ilustra la realización preferente arriba descrita, donde se muestra la plataforma semisumergible (1) ya lastrada y en configuración de operación “offshore”, con el aerogenerador (16) montado sobre la torre metálica (13) que está acoplada a su vez sobre el anillo interior (5) de la columna principal (4’).

Asimismo, la figura 5 ilustra las líneas de amarre (11) unidas a cada una de las columnas de flotabilidad (4) y al lecho marino.

La presente invención describe, además, un método de transporte e instalación de la plataforma semisumergible (1) arriba descrita, que comprende las siguientes etapas: a.) acoplar una torre metálica (13) a una de las columnas de flotabilidad (4), o acoplar un equipo de aplicación marítima en el interior de una de las columnas (4) y/o en una superficie de apoyo soportada por las columnas (4), b.) dotar a una o más columnas (4) de sendos anillos concéntricos (5,6), unidos entre sí por una pluralidad de muros radiales (7) que definen unos compartimentos anti-inundación (8), c.) transportar el conjunto por el océano de forma autoestable (flotando) hasta un punto de instalación situado en el mar, d.) llenar los compartimentos internos (3) con un fluido de lastre, de manera que se produzca el hundimiento controlado hasta una altura predeterminada de las columnas, quedando así el cuerpo base (2) por debajo de la superficie del mar. e.) acoplar las líneas de amarre (11) a cada una de las columnas de flotación (4). El equipo de aplicación marítima mencionado arriba puede comprender ios elementos y dispositivos necesarios, por ejemplo, para una subestación eléctrica marina o para una planta de generación de hidrógeno “offshore”.