Ilustración de fuerzas dinámicas que actúan sobre monopil y torre, e interacción de estructura del suelo. Crédito: Ingeniería Ocean (2025). Doi: 10.1016/j.ceaneng.2025.120464
Los investigadores de Heriot-Watt han desarrollado una herramienta de simulación avanzada que predice con precisión los deslizamientos de tierra submarinos causados por las turbinas eólicas en alta mar.
El nuevo método permite a los desarrolladores evaluar la estabilidad del fondo marino no solo en la etapa de diseño sino a lo largo de la vida útil de un parque eólico, ayudando a optimizar la colocación y garantizar la resistencia a largo plazo.
Los deslizamientos de tierra submarinos, cuando cambian de repente las secciones del fondo marino, pueden afectar la estabilidad de las turbinas eólicas, particularmente en áreas con tonos marinos suaves y pendientes suaves.
Si bien las estructuras de ingeniería como los monopiles (los cimientos de algunas turbinas eólicas en alta mar) pueden contribuir al estrés del fondo marino, predecir el alcance de este efecto ha sido un desafío.
La herramienta Heriot-Watt identifica de manera rápida y precisa las posibles zonas de deslizamientos de tierra, ayudando a los desarrolladores a fortalecer la estabilidad del fondo marino y evitar el tiempo de inactividad costoso.
Qingping Zou, profesor de dinámica costera en el Lyell Center, el Instituto de Investigación Global de Heriot-Watt para la Tierra y las Ciencias Marinas, dijo: “Los parques eólicos en alta mar representan millones de libras de inversión y tienen el potencial de transformar nuestro suministro de energía.
“Para proteger estos activos, los desarrolladores necesitan herramientas precisas y eficientes para evaluar la estabilidad del fondo marino, no solo al elegir ubicaciones de turbinas, sino como una parte continua de las operaciones y el monitoreo del parque eólico.
“Nuestro método ofrece una comprensión clara y una predicción rápida de cómo responderá el fondo marino una vez que las turbinas estén en su lugar, asegurando que los sitios sean más adecuados y que los proyectos sigan siendo seguros, resistentes y productivos”.
Predecir los cambios de fondo marino en cada etapa
La herramienta Heriot-Watt combina la teoría de la mecánica del suelo con un método de reducción de resistencia al corte para analizar cómo el fondo del mar se mantiene unido bajo estrés.
Benjian Song, un Ph.D. La estudiante de Heriot-Watt dijo: “Probamos nuestro método en modelos 3D del fondo del océano, incluidas ubicaciones del mundo real como Silver Pit, frente a la costa de Lincolnshire, una región con antecedentes de deslizamientos de tierra submarinos.
“Nuestra herramienta mapea las posibles zonas de deslizamiento de tierra y evalúa cómo las fundaciones de la turbina influyen en las condiciones del lecho marino con el tiempo. Crucialmente, también resuelve un problema importante para los modelos existentes, que luchan por simular múltiples deslizamientos de tierra que ocurren simultáneamente”.
Las bases y las tormentas influyen en la estabilidad del fondo marino
La investigación, publicada en ingeniería oceánica y dinámica del suelo e ingeniería de terremotos, destaca cómo los fundamentos de las turbinas y la actividad de tormentas influyen en la estabilidad del lecho marino.
La Dra. Catmins de la Escuela de Ciencias Matemáticas y de Computación de Heriot-Watt explicó: “Los monopiles, que son grandes cilindros de acero conducidos al fondo marino, se usan ampliamente para anclar turbinas eólicas en alta mar.
“Nuestras simulaciones muestran que estas estructuras crean concentraciones de estrés que pueden afectar la estabilidad del fondo marino a largo plazo.
“También descubrimos que aumentar el diámetro y la profundidad de los monopiles mejoran la estabilidad general de la pendiente, ofreciendo una solución de diseño potencial para mitigar el riesgo.
“Las tormentas debilitan aún más el fondo del mar, y las cargas dinámicas transferidas a través de los monopilos pueden reducir la resistencia del suelo.
“Nuestra herramienta permite a los desarrolladores tener en cuenta estos efectos y tomar decisiones sobre la resiliencia de los parques eólicos”.
Un nuevo estándar para la estabilidad del parque eólico en alta mar
El Dr. Cummins dice que el equipo está interesado en colaborar con los desarrolladores en alta mar para integrar las evaluaciones de estabilidad del fondo marino en el diseño y el mantenimiento del parque eólico.
“Nuestra herramienta es una forma rápida y precisa de predecir los deslizamientos de tierra submarinos, con requisitos computacionales mínimos.
“Al usarlo, los desarrolladores pueden garantizar que sus parques eólicos en alta mar se mantengan estables y alcancen su total potencial de energía renovable”.
Más información: Benjian Song et al, estabilidad de pendientes submarinas con bases monopiles en condiciones de tormenta, Ingeniería Ocean (2025). Doi: 10.1016/j.ceaneng.2025.120464
Benjian Song et al, un nuevo método predictivo de la superficie de falla para pendientes submarinas de bajo ángulo y efectos de acoplamiento con bases monopiles, dinámica del suelo e ingeniería de terremotos (2025). Doi: 10.1016/j.soildyn.2024.109102
Proporcionado por la Universidad Heriot-Watt
Cita: el nuevo método evalúa rápidamente el riesgo de deslizamiento de tierra subacuático para turbinas en alta mar (2025, 2 de mayo) recuperado el 2 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-method-quickly-underwaterwater-landslide-ofhore.html
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