Galgas extensométricas de HBK para medir las vibraciones de un nuevo método de hinca de pilotes para aerogeneradores marinos

GBM Works, una empresa holandesa especializada en instalaciones, está desarrollando un nuevo método para reducir la contaminación acústica causada por la hinca de pilotes de cimentación para aerogeneradores en el lecho marino.

El método consiste en fluidificar el fondo marino mediante chorros de agua a presión. De este modo, los monopilotes se hunden por su propio peso mucho más deprisa y con una generación de ruido mucho más baja. Este nuevo sistema se ha puesto a prueba en Maasvlakte —una extensión artificial del puerto de Rotterdam—, mediante ensayos en los que se utilizan galgas extensométricas, suministradas por HBK, para medir las vibraciones y deformaciones de los monopilotes.

En palabras de Ben Arntz, fundador y director de GBM Works: "La hinca de pilotes para aerogeneradores en el lecho marino produce vibraciones, ondas de presión y, sobre todo, mucho ruido. Cuando se hinca un pilote de acero de 8 metros de diámetro, se pueden alcanzar niveles de ruido de hasta 180 decibelios. Las vibraciones, las ondas de presión y el ruido intenso afectan negativamente a la vida submarina. Por ello, se han adoptado normas para reducir la generación de ruido de las actividades de hincado de pilotes en el mar. Además, se espera que la normativa internacional se endurezca en los próximos años. Nuestro nuevo método es una respuesta a esta realidad".

Y continúa diciendo: "Por la parte sumergida del pilote, golpeamos el fondo marino con docenas de chorros de agua salada a presión. Como resultado, modificamos las propiedades del fondo marino, que pasa a comportarse de forma similar a las arenas movedizas. La resistencia del fondo marino disminuye y el pilote se hunde en el fondo marino por su propio peso. El segundo elemento de la solución es un martillo vibratorio que sustituye al equipo hidráulico de hincado de pilotes. En un equipo de hinca tradicional se emplea un martillo hidráulico para golpear una cimentación de acero, que hace mucho ruido. El martillo vibratorio consiste en unos discos giratorios que se montan en la parte superior del monopilote. Estos discos hacen vibrar el monopilote para que se hunda en el lecho marino fluidificado". 

Para evaluar el funcionamiento del sistema y demostrar de manera práctica el valor añadido de este nuevo método, se llevaron a cabo una serie de ensayos en un enclave de Maasvlakte en septiembre de 2020. "Entre otras cosas, queríamos recopilar información sobre las vibraciones que se producen, la presión de agua necesaria, el comportamiento del suelo y —por supuesto— la reducción del ruido. En total, se ejecutaron 62 instalaciones de prueba con cuatro configuraciones: dos con el sistema de inyectores de agua a presión y martillo vibratorio, y otras dos solo con el martillo vibratorio, empleando en todos los casos los mismos pilotes de cimentación. GBM Works utilizó galgas extensométricas de HBK para medir la deformación de los monopilotes, del mismo tipo que suele utilizarse en aplicaciones de monitorización de aerogeneradores. Cuando se ejerce presión sobre un monopilote de acero se produce una deformación y se generan vibraciones que, a su vez, causan ruido. Medimos esas vibraciones y, además, obtuvimos información interesante sobre la fatiga de los pilotes de cimentación".

"Ya hemos analizado la mayor parte de los datos —explica Wouter Verschueren, ingeniero de datos y modelización de GBM Works—. "Por ejemplo, hemos visto que cuando solo se utiliza el martillo vibratorio, los pilotes no penetran en el terreno más que 3 o 4 metros porque la resistencia del suelo aumenta rápidamente. Cuando combinamos los inyectores de agua a presión con el martillo vibratorio, los pilotes llegan fácilmente hasta 10 metros de profundidad, a una velocidad cuatro veces más rápida a fuerza constante. En un ciclo subsiguiente de ensayos submarinos tenemos intención de comparar la emisión de ruido de esta solución—martillo vibratorio e inyectores a presión— con la de un martillo hidráulico convencional. Actualmente utilizamos un equipo de pilotaje combinado con un sistema de atenuación del sonido. Se trata de un sistema complejo que utiliza una pantalla alrededor del pilote que estamos hincando, para amortiguar las vibraciones y el ruido. Con este nuevo sistema, en GBM Works esperamos reducir el ruido entre un 90% y un 95%".

Recientemente se ha anunciado que GBM Works recibirá una subvención de 1,8 millones de euros de la Agencia Neerlandesa para la Empresa (RVO), que se destinará a desarrollar un prototipo del equipo.

Coordinadora de Marketing

Ana Lacaci
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