diseño de estructura offshore tipo jacket con pieza de

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Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. UNIVERSIDAD DE CANTABRIA Trabajo realizado por: Daniel Bolado Fernández Dirigido: Francisco Ballester Muñoz Jokin Rico Arenal Titulación: Grado en Ingeniería Civil Santander, junio de 2017 TRABAJO FINAL DE GRADO DISEÑO DE ESTRUCTURA OFFSHORE TIPO JACKET CON PIEZA DE TRANSICIÓN DE HORMIGÓN

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Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos.

UNIVERSIDAD DE CANTABRIA

Trabajorealizadopor:

DanielBoladoFernández

Dirigido:

FranciscoBallesterMuñoz

JokinRicoArenal

Titulación:

GradoenIngenieríaCivil

Santander,juniode2017

TRABAJOFINALDEGRADO

DISEÑODEESTRUCTURAOFFSHORETIPOJACKETCONPIEZADETRANSICIÓNDEHORMIGÓN

RESUMEN

TÍTULODELTFG:Diseñodeestructuraoffshoretipojacketconpiezadetransicióndehormigón.

AUTOR:DanielBoladoFernández

DIRECTOR:FranciscoBallesterMuñoz

CODIRECTOR:JokinRicoArenal

CONVOCATORIA:Junio2017

PALABRAS CLAVE: Eólica, offshore, jacket, pieza de transición, resonancia, esfuerzoaxil,pilotes.

PLANTEAMIENTO: El objetivo del presente estudio es reducir los costes de lasestructurasoffshoretipojacketparaaumentarsuuso.Paraelloseproponesustituirlapiezadetransicióndeljacket,queeslaqueconectalaturbina con el soporte. Esta pieza supone un gran porcentaje del presupuesto delaerogenerador ya que es una pieza metálica que requiere grandes costes deconstruccióndebidoasucomplejidad.Laalternativapropuestaesunapiezadetransiciónsencilladehormigónarmado,quepuede fabricarse en obra. Para determinar si la estructura con la modificaciónpropuestaesválidaonoserealizaunanálisisestructuralmedianteelsoftwareMIDAS,dondeseevalúanlosefectossobrelosesfuerzosaxilesdeljacketyelcomportamientodinámicodelaestructura;asícomoelefectosobrelascimentacionesdemanerabásicamedianteunahojaExcel.

Laestructurajacketpropuestaparaesteestudioconstadetrespatas,yaqueimplicaungranahorroeconómicoal suponerunaperforaciónmenospara la instalaciónde lospilotes.Suscaracterísticasseobtienendeunaestructuradecuatropatasmedianteuncálculo de inercias equivalentes. La ubicación de la zona objeto de estudio estácomprendidaentrelacostanortedeFranciaylacostasurdeReinoUnido,dadoqueyaexistenproyectosdeestructurasoffshoretipojacketenlazona.

CONCLUSIONES:Laestructurajacketpropuestaresistelascargasdeoleajedemaneraelásticaynoentraenresonanciaconeloleajeniconelrotordelaturbina,deacuerdoconlascondicionesmeta‐oceánicasygeotécnicasdadas.Encuantoalefectosobrelascimentaciones,cabedestacarqueelpesodelapiezadetransiciónaumentaráoreducirálasdimensionesdelacimentacióndependiendodelmododefallo,yaqueelpesodelaestructuraesunacargafavorableenelarranqueydesfavorableenelhundimiento.

ABSTRACT

TFGTITLE:Designofoffshorejacketstructurewithconcretetransitionpiece.

AUTHOR:DanielBoladoFernández

DIRECTOR:FranciscoBallesterMuñoz

CO‐DIRECTOR:JokinRicoArenal

CALL:June2017

KEYWORDS:Wind,offshore,jacket,transitionpiece,resonance,axialforce,piles.

APPROACH:Theobjectiveofthepresentstudyistoreducethecostsofoffshorejacketstructurestoincreasetheiruse.Itisproposedtoreplacethejackettransitionpiece,whichistheonethatconnectstheturbinetothesupport.Thispiecerepresentsalbigpartofthewindturbine'sbudgetbecauseitisametalpartthatrequireshugeconstructioncostsduetoitscomplexity.The alternative proposed is a simple transition piecemade of reinforced concrete,whichcanbemanufacturedonsite.Inordertodeterminewhetherthestructurewiththeproposedmodificationisvalidornot,astructuralanalysisiscarriedoutusingtheMIDASsoftware,whichevaluatestheeffectsontheaxillarystressesoverthejacketandthedynamicbehaviorofthestructure;AswellastheeffectonthefoundationsinabasicwayusinganExcelsheet.Thestructureproposedforthisstudyconsistsofthree‐leggedjacket,becauseitimpliesahugeeconomicsavingfrombeingalessperforationfortheinstallationofthepiles.Itscharacteristics are obtained from a four‐legged structure by an equivalent inertiacalculation.ThelocationoftheareaunderstudyisbetweenthenorthcoastofFranceand the south coast of theUnitedKingdom, as thereare already several projectsofoffshorejacketstructuresinthezone.

CONCLUSION:Thejacketstructureproposedresiststheloadsofwavesinanelasticwayanddoesnot come into resonancewith thewavesorwith the rotor of the turbine,accordingtothemeta‐oceanicandgeotechnicalconditionsgiven.Regardingtheeffectonthefoundations,itisimportanttoemphasizethatthemassofthetransitionpiecewill increase or reduce the dimensions of the foundation depending on the failuremode, since theweightof thestructure isa favorable load for thepileupliftandanunfavorableloadforthesinkingofthepile.

Índice 

1.Introducción................................................................................................................................................1 

2.Estadodelarte............................................................................................................................................3 

2.1Introducciónalaenergíaeólica...................................................................................................3 

2.2Introducciónalaenergíaeólicamarina...................................................................................8 

2.3Parqueeólicomarino.......................................................................................................................9 

2.4Definicióndeunaerogeneradormarino...............................................................................13 

2.4.1Rotor............................................................................................................................................15 

2.4.2Góndola.......................................................................................................................................15 

2.4.3Estructuradesoporte...........................................................................................................16 

2.5Tiposdeestructuradesoporte.................................................................................................17 

2.5.1Estructuradegravedad.......................................................................................................18 

2.5.2Monopilote................................................................................................................................19 

2.5.3Tripilote......................................................................................................................................20 

2.5.4Trípode.......................................................................................................................................21 

2.5.4Jacket...........................................................................................................................................23 

2.5.4.1Piezadetransición........................................................................................................25 

2.5.5Cimentacionesflotantes......................................................................................................27 

3.Condicionesdediseño..........................................................................................................................29 

3.1Geometríajacket..............................................................................................................................29 

3.1.1Cálculoinercial........................................................................................................................31 

3.2Condicionesmedioambientales................................................................................................35 

3.2.1Viento..........................................................................................................................................36 

3.2.2Alturadeoladediseño........................................................................................................36 

3.2.3Corrientes..................................................................................................................................38 

3.2.4Niveldelagua...........................................................................................................................38 

3.3Condicionesgeotécnicas..............................................................................................................39 

3.4Descripciónbásicadelaturbina...............................................................................................40 

4.Cálculodelascargasdeoleaje..........................................................................................................42 

4.1EcuacióndeMorison......................................................................................................................42 

4.1.1Adaptacióndelageometría...............................................................................................44 

4.1.2Obtencióndelosparámetros............................................................................................45 

4.1.2.1Corriente............................................................................................................................46 

4.1.2.2Oleaje..................................................................................................................................48 

4.1.2.3Crecimientomarinoduro...........................................................................................54 

4.1.2.4NúmerodeKeulegan‐Carpenter.............................................................................56 

4.1.2.5Coeficientedearrastreparaflujoestacionario(CDS).....................................57 

4.1.2.6Coeficientedearrastre(CD)......................................................................................57 

4.1.2.6Coeficientedeinercia(CM)........................................................................................59 

4.1.3Resultados.................................................................................................................................61 

5.Otrascargasdediseño.........................................................................................................................64 

5.1Cargasasociadasaljacket...........................................................................................................64 

5.1.1Peso..............................................................................................................................................64 

5.1.2Empujehidrostático..............................................................................................................65 

5.2Cargasasociadasalaerogenerador.........................................................................................66 

5.2.1Peso..............................................................................................................................................66 

5.2.2Viento..........................................................................................................................................66 

6.Diseñobásicodelospilotes...............................................................................................................68 

6.1Factoresdecarga.............................................................................................................................69 

6.2Factoresdematerial......................................................................................................................69 

6.3Modosdefallo...................................................................................................................................70 

6.3.1Hundimiento............................................................................................................................70 

6.3.1.1Resistenciaporpunta..................................................................................................70 

6.3.1.2Resistenciaporfuste....................................................................................................71 

6.3.2Arranque....................................................................................................................................72 

6.4Dimensionesdelpilote.................................................................................................................73 

7.Diseñodelapiezadetransición......................................................................................................76 

7.1DefinicióndelmodeloenMIDAS..............................................................................................76 

7.1.2GeometríaJacket.....................................................................................................................76 

7.1.3Empujehidrostático..............................................................................................................77 

7.1.4Cargasdeoleaje......................................................................................................................77 

7.1.5Cargadeviento........................................................................................................................78 

7.1.6Aerogenerador........................................................................................................................78 

7.2Piezapropuesta................................................................................................................................79 

7.3Cálculodeesfuerzosaxiales.......................................................................................................81 

7.4Comprobacióndinámica..............................................................................................................83 

7.5Efectosobrelascimentaciones.................................................................................................86 

7.6Conclusiones......................................................................................................................................87 

Bibliografía.....................................................................................................................................................89 

Anexo1–Informaciónmeteoceánica................................................................................................94 

Anexo2–Geotecnia...................................................................................................................................95 

Anexo3–HojadeExcel............................................................................................................................96 

3.1‐Cálculodeinercias.......................................................................................................................96 

3.2–Cálculodevolumenyempuje..............................................................................................102 

3.3Cálculodecargasdeoleaje.......................................................................................................104 

3.4Cálculogeotécnico.......................................................................................................................117 

Tabla de Figuras 

Figura1‐MolinodeejeverticalutilizadoenlaantiguaPersia.................................................3 Figura2‐MolinoSardinero(sigloXVI)enCiudadReal................................................................4 Figura3‐PrimeraerogeneradorcreadoporCharlesF.Brush..................................................5 Figura4‐MHIVestasV1648MW...........................................................................................................6 Figura5‐Consumoenergéticomundial2005‐2015......................................................................6 Figura6‐Capacidadeólicainstaladaporregión2008‐2016.....................................................7 Figura7‐Capacidadeólicamarinainstaladaporpaísymundialmente...............................9 Figura8‐ParqueeólicomarinoSheringhamShoal317MW..................................................10 Figura9‐Esquemaparqueeólicomarino(distanciasendiámetros).................................11 Figura10‐Esquemadelaconexióneléctricaparqueeólico...................................................12 Figura11‐Esquemadeunaerogeneradormarino.....................................................................13 Figura12‐Elementosdelagóndoladeunaerogenerador......................................................16 Figura13‐Tiposdecimentacionesenfuncióndelaprofundidad.......................................17 Figura14‐Estructuradegravedad....................................................................................................18 Figura15‐Cimentaciónmediantemonopilote.............................................................................20 Figura16‐SoportedeestructuratripiloteBARD........................................................................21 Figura17‐Estructuradesoportetrípode.......................................................................................22 Figura18‐Estructuratipojacket........................................................................................................23 Figura19‐Pilotadopreviodeunaestructurajacket..................................................................24 Figura20‐Piezadetransiciónmetálica...........................................................................................25 Figura21‐PiezadetransicióndehormigónSiemens4patas................................................26 Figura22‐PiezadetransicióndehormigónSiemens3patas................................................26 Figura23‐Cimentacionesflotantes...................................................................................................27 Figura24‐Cimentacionesflotantessegúnmétododeestabilidad.......................................28 Figura25‐Geometríabásicajacket....................................................................................................29 Figura26‐Jacketde4patas3DAutoCAD.......................................................................................30 Figura27‐RepresentacióndelTeoremadeSteiner...................................................................31 Figura28‐Momentodeinerciasegúnposicióneje....................................................................32 Figura29‐Efectodelosparámetrosenelmomentodeinercia............................................33 Figura30‐Jacketde3patas3DAutoCAD.......................................................................................34 Figura31‐Estructuraoffshoreenuntemporal............................................................................35 Figura32‐Perfilmediodevientoenfuncióndelterreno........................................................36 Figura33‐Espectrodireccionaldeloleaje......................................................................................37 Figura34‐Definicióndelosnivelesdeagua..................................................................................39 Figura35‐Perfildecorrientesenfuncióndelafasedeloleaje.............................................47 Figura36‐Bloqueodelflujodebidoaunaestructura...............................................................48 Figura37‐RelaciónentreTappyT....................................................................................................49 Figura38‐Longituddeondarespectoalperiododeolaadistintasprofundidades....50 Figura39‐PerfildevelocidadesparaTminyTmaxy =0......................................................51 

Figura40‐PerfildevelocidadesparaTminenfuncióndelafasedelaola......................52 Figura41‐PerfildeaceleracionesparaTminyTmaxyφ=π/2.............................................53 Figura42‐Crecimientomarinoenunelementocircular.........................................................55 Figura43‐CoeficientedeinerciaenfuncióndeKC....................................................................56 Figura44–Factordeamplificaciónporlaestela.........................................................................58 Figura45–CoeficientedeinerciaenfuncióndeKC....................................................................60 Figura46–CoeficientedeinerciaenfuncióndeKC/CDS...........................................................60 Figura47‐Cargasdeoleajemáximasparacadalímitedelperiodo....................................62 Figura48‐Momentosdebidosalascargasdeoleajemáximas.............................................62 Figura49–ModeloMIDASdeljacketparaverificarpeso........................................................65 Figura50‐Formasderoturadelterrenobajounpilote...........................................................68 Figura51–Factordeseguridadparalosmodosdefallo,casodecarga(a)y(b)..........74 Figura52‐RepresentacióndelempujeenMIDAS.......................................................................77 Figura53‐Alternativasdepiezadetransición.............................................................................79 Figura54–Vistasdelapiezadetransiciónescogida,cotasenm.........................................80 Figura55–ModeladodelapiezadetransiciónMIDAS.............................................................80 Figura56‐Casodecargaextremo.......................................................................................................81 Figura57‐Máximoesfuerzoaxilenlaspatasdeljacketsegúnmasa.................................82 Figura58‐Modosnaturalesdevibración........................................................................................83 Figura59‐Obtencióndelafrecuencianaturaldelaturbina..................................................84 Figura60‐Frecuencianaturaldelaturbinasegúnmasa.........................................................84 Figura61‐Frecuenciasrelevantesdelaturbina..........................................................................85 Figura62‐Frecuencias1P,2Py3P....................................................................................................86 Figura63‐Longituddelpilotesegúnmasadelapiezadetransición.................................87 

TFGDanielBoladoFernández

‐1‐

1. Introducción 

Enlosúltimosañossehaproducidounaugedelademandaenergéticamundial.Esteaumento de la demanda también se ha visto reflejado en la demanda de energíarenovables,fomentadoporunaumentadoeneldesarrollodelastecnologías.

Laproducciónenergéticaeólicamarinaha ido teniendoun impulsocadavezmayordurante los últimos años del siglo XXI, debido a que presenta ventajas claras conrespectoalaimplantacióndeestosgeneradoresentierra.

Deigualformaqueenlaenergíaeólicaengeneral,enlaenergíaeólicamarinasehaapreciadounnotableaumentoencapacidadinstaladaenlosúltimosaños.En2011secontabacon4.117MW,yactualmenteen2016secuentacon14.384MW,aumentadoen2016un18,2%lapotenciainstaladarespectoalaño2015.

Enesteestudio,sepretendereducirloscostesdelasestructurasoffshoretipojacketparaaumentarelusodeestetipodeestructuras.Paraellosevaareducir loscostessustituyendolapiezadetransicióndeljacket,queeslapiezaqueconectalaturbinaconel soporte. Esta pieza de transición supone una gran parte del presupuesto delaerogenerador ya que es una pieza metálica que requiere grandes costes deconstruccióndebidoasucomplejidad.

Lapiezadetransiciónqueseproponecomoalternativaesunapiezasencillafabricadaconhormigónarmado,yquesepuedefabricarenobra.ConestapiezadetransicióninstaladasobreeljacketserealizaráunanálisisestructuralconelsoftwareMIDAS.Seanalizaráelefectosobrelosesfuerzosaxilesdelajacket,elcomportamientodinámicodelaestructurayelefectosobrelascimentacionesquesecalcularándemanerabásicamedianteunahojaExcel.

Laestructurajacketpropuestaparaesteestudio,seráunajacketdetrespatasqueseobtendrásobreunaestructurade4patasmedianteuncálculodeinerciasequivalentes.Sehadecididoqueestásolucióndetrespatasesmejorparalazonadeestudio,queeseláreaentrelacostanortedeFranciaylacostasurdeReinoUnido,yaquehayvariosproyectosplanteadosenestazonadondesepiensainstalarestructurasoffshoretipojacket.Sehadecididoqueunaopcióndetrespatasesmáseconómicayaquesuponeunaperforaciónmenosparalainstalacióndelospilotes,queenalgunosdelossuelosdelazona,perforadosconmétodosespecíficos,suponeungranahorrodedinero.

Pararealizarelcálculoestructuraldelaestructurajackethasidonecesariocalcularlascargasdeoleaje,viento,yelpesoyempujehidrostáticodelaestructura.EstoscálculossehanllevadoacaboconlaayudadeunahojadeExcel,yhansidocomprobadospormediodelosvaloresobtenidosenMIDASoenAutoCAD,dependiendodelcaso.

TFGDanielBoladoFernández

‐2‐

LascargasdeoleajehansidoobtenidaspormediodelaecuacióndeMorison

LaecuacióndeMorisonsetratadeunafórmuladetiposemiempírico,querepresentalafuerzaporincrementodelongitudsobreuncilindroverticalenmovimientocomolasuma de las fuerzas de inercia y arrastre que componen las cargas de oleajeprincipalmente. Por lo tanto, se procederá a obtener un diámetro equivalente de laestructurajacketpormetrolinealdeestructuraparapoderutilizarestaformulación.

TFGDanielBoladoFernández

‐3‐

2. Estado del arte 

2.1 Introducción a la energía eólica 

Laenergíaeólicaesunaenergíarenovableobtenidadirectamentedelviento,peroquetienesuorigenindirectamenteenelsol.

Laradiaciónsolaresabsorbidairregularmenteporlaatmósfera,loqueprovocamasasde aire con diferentes temperaturas, y por tanto densidades y presiones. El aire sedesplaza debido a las diferencias de presión, moviéndose de los lugares de mayorpresiónalosdemenorpresión.Estefenómenodalugaralviento.

La energía eólica es una de las formas de energía más antiguas usadas por lahumanidad.Hayqueretrocederhastaelaño3.000a.C.paraencontrarelprimerusogeneralizadodelvientocomofuentedeenergía.FueenlosprimerosbarcosvelerosenelantiguoEgipto.LosprimerosmolinosdevientodatandelsigloVIIyselocalizaronenSistán,enlaactualAfganistán(antiguaPersia).Aquellosmolinos,deejeverticalyconseisuochovelasdetela,seusabanparamolergranooparabombearagua.Elmolinopersateníaunfuncionamientomuysencillo,segúnladescripciónhechaenelsigloXIII,porelcosmógrafoAl‐Dimasqi.Elaparatoteníaunatorredemamposteríaconunaparedfrontal, que dirigía el viento sobre las palas rotoras y gracias a un sistema decompuertas,permitíalaentradadelaire.

Figura1‐MolinodeejeverticalutilizadoenlaantiguaPersia

TFGDanielBoladoFernández

‐4‐

EnEuropaseconstruyeronlosprimerosmolinosenelsigloXIIenFranciaeInglaterra.Eranunasestructurasdemadera,conocidascomotorresdemolino,quesehacíangiraramanoalrededordeunpostecentralparalevantarsusaspasalviento.ElmolinodetorresedesarrollóenFranciaalolargodelsigloXIV.Consistíaenunatorredepiedracoronadaporunaestructurarotativademaderaquesoportabaelejedelmolinoylamaquinaria superior del mismo. Los molinos de eje horizontal fueron usadosextensamente en Europa Occidental para moler trigo desde la década de 1180 enadelante.EnEstadosUnidos,eldesarrollodemolinosdebombeo,reconociblesporsusmúltiples velas metálicas, fue el factor principal que permitió la agricultura y laganaderíaenvastasáreasdeNorteamérica,deotramaneraimposiblesinaccesofácilalagua.

Figura2‐MolinoSardinero(sigloXVI)enCiudadReal

ConlainvencióndelamáquinadevapordurantelaRevoluciónIndustrial,losmolinosperdierongranpartedesuutilidadyelsiguientepasoenlahistoriadelaenergíaeólicallegóenlosprimerosañosdeesesigloXIX.Conlallegadadelaelectricidad,afinalesdelsigloXIXlosprimerosaerogeneradoressebasaronenlaformayelfuncionamientodelos molinos de viento. En 1802 Lord Kelvin tuvo la idea de acoplar un generadoreléctrico a una máquina que aprovechara el viento. Fue el antecedente delaerogenerador, que no se pudo crear hasta que en 1850 se inventó la dinamo. Elinventor Charles F. Brush creó en 1888 la primera turbina eólica para generarelectricidad.Lasdimensioneseranparaaquellaépocaenormes:Diámetroderotorde17my144hojasderotordemaderadecedro.Estuvoenfuncionamientodurante20años,durante los cuales alimentounabatería colocadaen su sótano.Apesarde lasdimensionesdelrotor,lapotenciadelaerogeneradorerasolamentede12kW.

TFGDanielBoladoFernández

‐5‐

Figura3‐PrimeraerogeneradorcreadoporCharlesF.Brush

EnlaprimeramitaddelsigloXXhayunagrancantidaddetrabajosrelevantestantoenEuropacomoenEstadosUnidos.Sinembargo,nohubouninterésrealporlaenergíaeólicahastalosaños70.Conlaprimeracrisisdelpetróleoenlosaños70,sobretodoapartir de los movimientos contra la energía nuclear en los años 80 en Europa, sedespertóelinterésenenergíasrenovables.Sebuscaronnuevoscaminosparaexplotarlosrecursosde laTierratantoecológicamentecomorentableseconómicamente.Losaerogeneradores de aquella época eran demasiado caros, y el elevado precio de laenergíaqueseobteníaatravésdelosmismoseraunargumentoparaestarencontradesuconstrucción.Debidoaesto,losgobiernosinternacionalespromovieronlaenergíaeólicaen formadeprogramasde investigaciónydesubvenciones, lamayoríade lasmismasaportadasporlosgobiernosregionales.Afinalesdeesadécadaaparecieronlosprimerosaerogeneradorescomerciales,queen1980llegaronagenerar55kW.

Enlaactualidad,losaerogeneradoresdemayorpotenciaalcanzanhastalos8MW,conunrotordehastalos180mdediámetroyunaalturadehasta160mhastaelejedelrotor.

En la actualidad, la energía eólica, se considera una importante fuente de energíaporqueesunafuentedeenergíalimpiaquenogeneracontaminaciónynodañaelmedioambiente.Enlaactualidad,sóloel1,44%delaenergíageneradaenelmundoprovienedeeste tipode fuentedeenergíaeólica.Sinembargo,elpotencialdeexplotaciónesgrande.

TFGDanielBoladoFernández

‐6‐

Figura4‐MHIVestasV1648MW

En el ámbito mundial, el aprovechamiento de la energía eólica ha aumentado deenormemente en la última década,multiplicándose su utilizaciónmás de un 600%,pasando de suponer un 0,22% del consumo mundial de energía en el año 2005 asituarse en el 1,44% diez años más tarde. Este consumo se corresponde con unacapacidadeólicainstaladade486.749MW.

Figura5‐Consumoenergéticomundial2005‐2015

Estos486,8GWdeenergíaeólicaserepartenenmásde90países,deloscuales9paísescuentanconmásde10GWinstalados,yqueenconjuntosuponenun80%delapotencia

TFGDanielBoladoFernández

‐7‐

instaladaenelmundo.Hayun totalde29paísesquedisponendemásde1GWdepotencia eólica instalada. En el año 2016, la potencia instalada creció en un 12,6%respectoalañoanterior.

La distribución de potencia eólica instalada es muy dispar. Asia, Europa y NorteAméricasurgencomoclarosdominantesenesteaspecto,yaquecuentanconun95%deltotaldelapotenciainstalada.Dentrodeestasregiones,cabedestacarelpapeldeChina,lídermundialenenergíaeólicainstalada,quealcanzaunapotenciainstaladade168,7GW,quesuponeun34,7%deltotalmundial.

Latendenciapareceindicarqueenlospróximosañosestoscontinentesvanaseguirsiendo líderes en energía eólica, porque lanuevapotencia eólica instalada continúasiendomayorenestasregionesqueenelrestodelmundo.

Figura6‐Capacidadeólicainstaladaporregión2008‐2016

TFGDanielBoladoFernández

‐8‐

2.2 Introducción a la energía eólica marina 

Laproducciónenergéticaeólicamarinaha ido teniendoun impulsocadavezmayordurante los últimos años del siglo XXI, debido a que presenta ventajas claras conrespectoalaimplantacióndeestosgeneradoresentierra.

Laenergíaeólicamarinaserefierea laconstrucción,operaciónymantenimientodeparqueseólicosenelmarutilizando la fuerzadelviento,donde lavelocidadesmásconstanteyproductiva,paramovergrandesaspasqueproduzcanfuerzasuficienteparagenerarenergíaeléctricaconlafuerzadelviento.

Lasventajasqueofrecelaobtencióndeenergíaeólicamarinasedeben,sobretodo,alascaracterísticasdelvientoenelmar.Esteesmuchomásconstantequeentierraydependeenmenormaneradelasépocasdelañoconloquelaproduccióneléctricaesmenosvariablemaradentro.

De la misma manera las diferencias de temperaturas, a distintas altitudes de laatmósfera,queseproducenenelmarsoninferioresalasdetierraadentro,pudiendoemplazarseaerogeneradoresdemásbajaalturaconunmayorperíododetrabajoútilyla consecuente eficiencia técnica de producción energética. Por otro lado, losaerogeneradoresdeenergíaeléctricamarinatienenmenosobstáculosparaelvientoyaquenohaycolinasoconstruccionesqueestorbensupasocuandocambiadedirección.Laproduccióndelosaerogeneradoresmarinosesun50%mayorqueaquéllosubicadosenterrenolisoentierra

Losaerogeneradoresmarinossonmásfácilesdeubicarenzonasquenoseandepasodeavesmigratorias locualdisminuyeel impactodirectodeestasoluciónsobreunasolución en tierra firme. Así mismo el impacto visual y acústico se ve igualmentereducidoyaquelasestructurasnosuelenservisiblesdesdetierraysesuelenconstruiralejadasdeloscanalesdenavegación.

Las desventajas de la energía eólica marina en comparación con la radicanprincipalmente en factores económicos, ya que se necesita de unos costes deconstrucciónmayores al realizarseunaestructuramarina.Estos costes sondebidosprincipalmente a condiciones ambientales más severas y la dificultad y el gastoasociadoaconectarlosaerogeneradoresalaredeléctricaentierrafirme.Notablessonloscostesañadidosporlaestructuradesoporte,tantoporlascimentaciones,comoporlapiezadetransición,queintentaranreducirseenelpresenteestudio.

En la capacidad eólica marina instalada cabe destacar la supremacía de los paíseseuropeos, que ocupan seis de las siete primeras posiciones de mayor capacidadinstalada.DentrodeesterankingChina,ellídermundialenenergíaeólica,apareceentercerpuesto,contandoconunacapacidadde1GW,claramentepordetrásdeReinoUnidoyAlemania,con5,1GWy3,3GWdecapacidadinstalada,respectivamente.

TFGDanielBoladoFernández

‐9‐

Deigualformaqueenlaenergíaeólicaengeneral,enlaenergíaeólicamarinasehaapreciadounnotableaumentoencapacidadinstaladaenlosúltimosaños.En2011secontabacon4.117MW,yactualmenteen2016secuentacon14.384MW,aumentadoen2016un18,2%lapotenciainstaladarespectoalaño2015.

Figura7‐Capacidadeólicamarinainstaladaporpaísymundialmente

2.3 Parque eólico marino 

Las primeras propuestas de parques eólicos marítimos tuvieron lugar en los añossetenta.Laprimera turbinaquese instalófueen1991enNogersud,marBáltico,enSuecia,conunapotenciade220kW,actualmentefueradefuncionamiento.Elprimerparque marino fue en Vindeby, Dinamarca, aunque tenía un carácter más deinvestigaciónquedeexplotación,comenzósuproducciónen1991,cononceturbinasde450kW,delamarcadanesaBonus.LesiguieronHolanda,SueciaeInglaterra,conparquestambiénconcebidosparalainvestigaciónylaexploración.ElprimerparquemarítimocomercialseinstalóenMiddelgrunden,Copenhagen,Dinamarca,enel2001,conunacapacidadde40MW.

TFGDanielBoladoFernández

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Figura8‐ParqueeólicomarinoSheringhamShoal317MW

Enlaactualidadlosparquesoffshore,sesitúanenaguaspocoprofundas,alejadosdelasrutasdetráficomarino,delasinstalacionesestratégiconavalesydelosespaciosdeinterésornitológico.Ladistanciaalacostadebesercomomínimodedoskilómetrosparaaprovecharmejorelrégimendevientos,decaracterísticasdiferentesa losquelleganatierra.

Laprofundidadmediadelosparqueseólicosmarinosexistentesenelmundoesinferiora los 20 m. Con carácter excepcional, algún parque comercial puntual superaligeramentelaprofundidadde50m,quepuedeconsiderarseellímitebatimétricoparalatecnologíaactual.

Un parque eólico offshore no se define simplemente como un conjunto deaerogeneradores, sino que también está formado por torres meteorológicas,subestaciones transformadoras y las líneas eléctricas como elementos másimportantes.

Obviandoladefinicióndeaerogeneradorqueserealizaráenelapartadodefinidocomo“2.4Definicióndeaerogeneradormarino”,esdevitalimportanciadefinirlaorientacióndelosaerogeneradoresyladisposicióndedichoselementosdentrodelparqueeólico.

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‐11‐

Ladistribuciónenplantadelosaerogeneradoresdebesertalqueselogreaprovecharelmáximoderecursoeólicodisponibleenlazona.Principalmente,hayquedisponerlaorientación de filas y columnas de los aerogeneradores de manera que losaerogeneradores estén situados enunaorientaciónperpendicular a la direccióndelvientodominante,yqueguardenunadistanciamínimaentrelasestructurascontiguas.Estasreglaspretendenreducirlaspérdidasproducidasporlamodificacióndelrégimendevientodebidoa lapresenciadeotros aerogeneradores.Mayoresdistanciasentreaerogeneradores tienen como consecuencias menores pérdidas de producción ymenores esfuerzos de fatiga, pero también unmenor aprovechamiento del espaciodisponible,porloqueesimportanteencontrarunequilibrioaldiseñarladisposicióndelosaerogeneradoresenunparqueeólico.

Figura9‐Esquemaparqueeólicomarino(distanciasendiámetros)

Las torresmeteorológicas tienencomoprincipal funcióngestionar correctamente lainstalacióneólica.Enprimerlugar,seencargandemonitorizarelvientoyesposiblequealolargodesuestructuradispongandesensoresparamedirydeterminarotrascaracterísticas, comopueden ser la salinidad, la turbidez, el oleaje, lasmareaso lascorrientes.

La instalaciónde torresmeteorológicas no es obligatoria, aunque se recomienda suinstalación,yaquepermiteconocerlacaracterizacióninsitudelvientoenlazona,ytambiéndeotrosparámetros,ydisminuirlaincertidumbredelosresultadosdeestudio.

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‐12‐

Laconexióneléctricadeunparqueeólicoserefiereasuenlaceconelsistemageneralde transporte de energía eléctrica y está compuesto por una combinación desubestacionestransformadorasylíneaseléctricas.

Lacapacidaddeconexióndelainfraestructuraeléctricaalainstalacióneólicamarinaesindispensableparaqueestatengasentido.

Enlosparqueseólicosmarinoslosesquemasmáscomunesdeconexióneléctricason:

‐ Unalíneaeléctricatransportalaenergíageneradaporlosaerogeneradoreshaciaunasubestacióntransformadoraubicadaenelmar.Estasubestacióntransportala energía hasta una subestación situada en tierra, que forme parte de lainfraestructuraeléctricayaexistente.

Figura10‐Esquemadelaconexióneléctricaparqueeólico

‐ Una línea eléctrica que transporta la energía directamente desde losaerogeneradoreshastaunasubestaciónentierra.

Laelecciónentreunesquemauotrodependeprincipalmentedelapotenciatotaldelainstalación y de la distancia al punto de evacuación, ya que las pérdidas estánrelacionadasdirectamenteconestosparámetros.

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‐13‐

2.4 Definición de un aerogenerador marino 

 Un aerogenerador marino cuenta con tres partes principales, el rotor, la góndola(nacelle) y la estructura de soporte, que está compuesta por la torre, la pieza detransición y la cimentación. Generalmente se emplean aerogeneradores de ejehorizontaltri‐pala,aunqueexistendiversasinvestigacionessobreelusodeotrostiposdeaerogeneradores.

Figura11‐Esquemadeunaerogeneradormarino

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‐14‐

Cómosehamencionadoanteriormente, losaerogeneradores transforman laenergíadelvientoenenergía.Paraobtenerelectricidad,elaerogeneradoraprovechalaenergíacinéticadelaspartículasdeaire.Lapotenciadeunaerogeneradorsepuedecalcular,portanto,comounarelaciónconlapotenciadelviento.

Supuestaunasuperficiecircularderadiordeairequesemueveconunavelocidadv,perpendicularasusuperficieduranteuntiempot,lamasadeaireesiguala:

∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ² ∙ ∙ (1)

Porlotanto,lapotenciadelairees:

12∙ ∙

2∙ ∙ ² ∙ ∙ ³ (2)

2 2∙ ∙ ² ∙ ³

(3)

Unavezobtenida lapotenciadelviento,seobservaquelosfactoresqueafectana lapotenciadeunaerogeneradorsonladensidaddelaire,eláreadebarridodelaspalasylavelocidaddelviento.Estosdosúltimosparámetrossonespecialmenteimportantesparaladecisióndelaerogeneradorquesevaaemplearydondesevaaubicar,yaquedependiendo de la decisión tomada la potencia del aerogenerador se verá afectadanotablemente.

Estapotenciadevientonoesequivalentealapotenciadeunaerogenerador,yaqueelrendimientoglobaldelainstalaciónnuncaesdel100%.SegúnelmodelodeBetz,esimposibleextraertodalaenergíacinéticadelaire,esdecir,quelavelocidadasotaventodelaerogeneradorsea0.El límitedeenergíaquesepuedeextraeresel59,3%delaenergíadisponibleencondicionesóptimas.

Asimismo, la instalacióncuentacondistintosfactoresquereducenlaeficienciade laobtencióndelaenergía.Elrendimientodelahélice,elmultiplicador,elalternadoryeltransformador del aerogenerador, suelen tener una eficiencia del 85%, 98%, 95%,98%;respectivamente.Aplicandoestosrendimientoscomonormageneral,seobtieneun rendimiento global de la instalacióndel 46%, lo que suponeque en condicionesgeneraleslapotenciadelvientoqueseaprovechaesdeaproximadamenteel50%.

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2.4.1 Rotor 

 Elrotoreselelementoprincipalqueseencargadetransmitirelgiro.Estáformadoportrespartesquesepuedendiferenciardemaneranotable:lanariz,elbujeylaspalas.Lamayoríadelosrotoresenlaactualidadsonhorizontalesypuedentenerarticulaciones,lamáshabitualesladecambiodepaso.Enlamayoríadeloscasoselrotorestásituadoabarloventodelatorre,conelobjetodereducirlascargascíclicassobrelasaspasqueaparecensisesituaraasotaventodeella,puesalpasarunapalapordetrásdelaesteladelatorre,lavelocidadincidenteestámuyalterada.

La nariz es el elemento aerodinámico que se coloca en la dirección del viento ysobresaledelazonadeuniónentrelaspalasyelbuje.Susmisionesprincipalessonlasderedirigirelvientoalosrespiraderosdelagóndolayladeevitarturbulenciasenlapartefrontaldelrotor.

El buje es la pieza de unión entre las palas y el eje principal. Supropósito es el detransmitirlafuerzadelvientoalinteriordelagóndola.Launiónalejedebeserrígida,perodependiendodelatipologíadelaspalasdelrotorlauniónconlaspalaspuedesermás omenos rígida. En el casomás común de un aerogenerador con tres palas, laconexiónhadeserrígidadeigualmanera.

Laspalassonfabricadasconmaterialesdegranresistenciaestructuralyalafatiga,yaqueestoselementosestánafectadospor fuertescondicionesclimáticasysediseñanparaunavidaútilde25años.Generalmente,seempleancompuestosdefibradevidrioodecarbono.

 

2.4.2 Góndola 

 La góndola esun cubículodonde se realiza la transformaciónde la energía eólica aenergíaeléctrica.Puedegiraren tornoalejeparadisponer laspalasdemaneraqueaprovechenlaenergíaeólicaalmáximo.Apartedelgenerador,lagóndolacuentaconlacajadecambios,lossistemasdecontrolylossistemasdefrenado.

Elgeneradoresdondeseproducelaelectricidad,sucomportamientoseasemejaaldeun motor eléctrico que trabaje de manera inversa. El generador recibe energía derotaciónyproduceenergíaeléctrica.Estaenergíaeléctricavaauntransformador,elcual convierte la energía eléctrica para transportar la energía por los cables de lamaneramáseficienteposible.

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Figura12‐Elementosdelagóndoladeunaerogenerador

Lacajadecambiostienecomoprincipalobjetivoadecuarlavelocidaddegirodelejeprincipalalavelocidadderotaciónaprovechableparaelgenerador.

Los sistemas de frenado se disponen en las turbinas eólicas como sistemas deseguridad. Este sistema permite el frenado de los discos del aerogenerador ensituacionesdeemergenciaoenel casodequeseanecesario realizarunaparadadeemergencia.

Elsistemadecontrolquedatotalmenteautomatizadopormediodeordenadores.Estossistemasmanejanlainformaciónqueleproporcionaloselementosmeteorológicos,avecesinstaladossobrelasuperficiedelagóndola.Paraorientarelmolinoylaspalasdeformaquelageneraciónseoptimicelomáximoposible.Todalainformaciónsobreelestadodelaturbinasepuedeenviardeformaremotaaunservidorcentral.

 

2.4.3 Estructura de soporte 

Laestructuradesoportesedivideentreselementosdiferenciados,latorre,lapiezadetransición y una estructura sumergida más una cimentación. La torre tiene comoprincipalobjetivoeldesostenerlagóndolaparaconseguirelmáximovientoposibley

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‐17‐

obtenerlamayorenergíaconelaerogenerador.Esunaestructurahuecaquepermitealbergarlosaccesosnecesariosparalaobtencióndelaelectricidadobtenida,fabricadanormalmenteenacerodeespesorysecciónvariable.

Lapiezadetransicióneselelementoqueconectalatorreconlaestructurasumergida,ypermiteunacorrectatransmisióndelosesfuerzosdelabasedelatorreensentidovertical. Este elemento es de gran importancia económica en la construcción deaerogeneradoresdetipojacket,yserátratadoendetallemásadelante.

La estructura sumergida y la cimentación dependerán de la ubicación delaerogenerador,puedevariardeunospocosmetrosdealturahastacientosdemetros,su principal función consiste en transmitir las cargas al terreno y mantener laestabilidaddelaerogenerador.

2.5 Tipos de estructura de soporte 

Laeleccióndeestructuradesoportedependeengranmedidadelaprofundidadalaque se halle el aerogenerador. En los siguientes apartados se definirán los tipos deestructuradesoporteutilizadosyendodesdelosqueseinstalanenprofundidadesmássuperficialesalosinstaladosenaguasprofundas.

Figura13‐Tiposdecimentacionesenfuncióndelaprofundidad

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2.5.1 Estructura de gravedad 

Laestructuradesoportedeltipodegravedadesnormalmenteunaestructurabasadaenhormigónquesepuedeconstruirconosinpequeñasfaldasdeaceroodehormigón.Es una soluciónque se utiliza enprofundidades reducidas. El lastre requeridoparaanclar lacimentaciónconsisteenarena,hierroounrellenoderocaen labasede laestructuraajustandolaanchuradelabasediseñadaparaadaptarsealascondicionesdelsuelo.Eldiseñoincluiráunejecentraldeacerouhormigónparalatransiciónalatorredelaturbinaeólica.Laestructurarequiereunabaseplanayparalamayoríadelasubicacionesrequeriráalgúntipodeproteccióncontraeldesgastequesedeterminadurantelafasedediseñodetallado.

Figura14‐Estructuradegravedad

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Lospartidariossostienenqueloscostesdelhormigónsonmenosvariablesqueenotrosproductos, como el acero. Además, el hormigón es duradero en elmedio ambientemarino, lo que reduce los requerimientos de mantenimiento. Cuando se puedeestableceruna instalacióndeproducciónenserie,puedeproporcionarbeneficiosdeproductividadyreducircostes.

Engeneral, las cimentacionesdegravedadestándiseñadasconelobjetivodeevitarcargasdetracciónentreelfondodelaestructuradesoporteyellechomarino.Estoselograproporcionandosuficientescargasmuertasdemodoquelaestructuramantengasuestabilidadentodaslascondicionesambientalesúnicamentepormediodesupropiagravedad.Lascimentacionesdegravedadsuelensercompetitivascuando lascargasambientalessonrelativamentemodestasyelpesomuertoessignificativoocuandosepuedeproporcionarlastreauncostomodesto.

Lasestructurasbasadasengravedadpuedenserdiseñadasparaflotarenelsitiousandosóloremolcadoresparaeltransporte,loqueloconvierteenunaopciónadecuadadondela instalación de la estructura de soporte no puede ser realizada por un buque detransportepesadouotrosbuquesespecialesdeinstalaciónoffshore.

2.5.2 Monopilote 

Laestructuradesoportedemonopiloteesundiseñorelativamentesimpleporelcuallatorreessoportadaporunmonopilote,yaseadirectamenteoatravésdeunapiezadetransición.Elmonopilotecontinuahastapenetrarenellechomarino.Laestructuraestáhechadeuntubodeacerocilíndrico.Eldiámetrodelmonopilotealcanzavaloresdehasta6myelespesordelaparedesdehasta150mm.Elpesodelosmonopilotespuedealcanzarlas650t.

Laprofundidaddepenetracióndelapilaesajustableparaadaptarsealascondicionesrealesdel entornoydel fondomarino.Una limitaciónde este tipodeestructuradesoporte es elmovimiento lateral a lo largodelmonopilote y la vibración, yaque sesometenagrandescargascíclicaslateralesymomentosflectores,debidoalascargasdecorrienteyoleaje,ademásdecargasaxiales.Losmonopilotessonactualmente laestructurade soportemás comúnmenteutilizadaenelmercado, utilizándoseenun74% de los casos de energía eólicamarina, debido a su facilidad de instalación enprofundidades de agua superficiales a medianas. Este tipo de estructura es muyadecuadoparasitiosconprofundidaddeaguahastade30m.

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Figura15‐Cimentaciónmediantemonopilote

Elmétodo estándar de la instalación de estructuras apiladas es levantar o flotar laestructuraenlaposiciónydespués insertarlaspilasenel fondodelmarusandolosmartilloshidráulicosodevapor.Lamanipulacióndepilasymartillospuederequerirelusodeunagrúa,sinembargo,losgatossonlosequiposdeobramásutilizadosparalainstalacióndelosmonopilotesengeneral.

2.5.3 Tripilote 

La estructura de tripilote es una estructura de tres patas en la sección inferior,conectadasaunmonopiloteen laparte superior,hechaensu totalidadde tubosdeacerocilíndricos.Laanchuradelabaseylaprofundidaddepenetracióndelapilasepuedenajustarparaadaptarsealascondicionesgeológicasdelossitios.

EltripilotehasidodesarrolladoporBARD,siendoelprimerfabricanteenutilizarestetipo de cimentaciones. La primera instalación en un aerogenerador fue en 2008Hooksiel. Cada tripilote pesa unas 1.100 t y consta de tres pilas de acero tubularesindividualesseparadasyunapiezadetransición.Laspilassonempujadasenellecho

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marinoconlaayudadeunmarcodeguíaespecial.Acontinuación,seunenentresíporlapiezadetransiciónqueestácolocadaenlapartesuperioryquetieneensucentrounabridadeconexiónparamontarlatorredeacerodelaturbinaeólica.Laspilasylapiezadetransiciónseunenpermanentementemedianteunaconexióndelechada.Lalongituddelaspilasvaríaconlaprofundidaddelagua,desdelos65malos90mdelongitudyhasta3mdediámetro.

Figura16‐SoportedeestructuratripiloteBARD

Lasprofundidadesdeaguaparaelrangodeusodeltripilotevandesdelos25malos40m.

2.5.4 Trípode 

La estructura de trípode se considera que es una estructura de acero de tres patasrelativamente ligeraencomparaciónconunaestructuradecelosíaestándar.Bajo lacolumnacentraldeacero,queestápordebajodelaturbina,hayunbastidordeaceroquetransfierelasfuerzasdelatorrealastrespilasdeacero.Laspilasseinstalanencadaposicióndelapiernaparaanclareltrípodealfondomarino.Lastrespilaspenetranentre10my20menelfondomarino.

La base del trípode tiene buena estabilidad y rigidez general. Sin embargo, no esadecuadoaprofundidadesdeaguainferioresa6m,yaqueestocausaproblemasalosbuques que se acercan a la cimentación que necesitan un calado mayor para elmantenimientodelaestructuradesoporte.

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Figura17‐Estructuradesoportetrípode

Lasventajasdeltrípodesonlaidoneidadparamayoresprofundidadesdeagua,yunmínimodetrabajospreviosrequeridasenelterrenoantesdelainstalación.Laerosiónnosueleserunproblemaasociadoconestetipodecimentaciones.

En contraposición, los trípodes no son adecuados para lugares con fondosmarinosdesigualesconrocasgrandesylauniónprincipalentreloselementostieneunriesgopotencialmentemayordefatigadebidoalgranimpactodelvientoylasolas.

Laestructuradesoportedeltrípodesepreensamblaenunpatiodeconstrucciónentierra.Todalaestructurasecolocaenunrecipienteadecuadotalcomounabarcazayse transporta a la localización donde se baja lentamente sobre el fondo del mar,asegurandoquelaestructuraestácompletamentenivelada.Sepuedeusarhormigónde

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limpieza en las tres esquinas del trípode para asegurarse de que la estructura sedepositeenellechomarinodemaneraestable,mientrasproporcionaapoyohastaquelaspilasdelacimentaciónesténensulugar.Cuandolaspilasestánalaprofundidadrequerida,serealizaunaconexiónentrelapartesuperiordelapilaylafundadelapilallenandoelanilloconlechada.

2.5.4 Jacket 

Estas estructuras metálicas consisten en tres o más elementos principales casiverticales, unidos entre sí pormedio de una celosía. Las pilas del suelo se insertandentro de las mangas de la pila hasta la profundidad requerida para obtener unaestabilidadadecuadaparalaestructura.Lasjuntastubularesestánsoldadas.

Figura18‐Estructuratipojacket

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Estostiposdeestructurasseconsideranadecuadasparasitiosconunaprofundidaddeaguaqueoscilaentre20my50msegúnlaDNV.Otrosproyectosafirmanqueesposibleutilizarestructurastipojackethastaprofundidadesde70m,peroestasafirmacionesaún tienen que ser probadas. Las cargas de los elementos tienen un carácterprincipalmenteaxial.Lagranbasedelasestructurastipojacketofrecegranresistenciaanteelvuelco.

Lasestructurasjackettambiéncuentanconlaventajaderecibircargasdecorrienteyoleajebajasencomparaciónconlasestructurasconmonopilotes.Estosedebeaquelaestructurajacketesmuyrígidayeláreaexpuestaalmovimientodelasolasesmuchomenorqueenelcasodelosmonopilotes.Porúltimo,secuentaconunagranexperienciaen la construcciónde este tipode soportesde estructura, debido al suministro a laindustriapetroleraydegas.

Comoimportantesdesventajascabedestacarqueloscostesinicialesdeconstrucciónson elevados además de unos posibles costes de mantenimiento. Asimismo, eltransportetambiénesconsideradorelativamentecomplejoycaro.

Haydosprocesosconstructivosqueseempleanengranmedida:elpilotadoprevioyelpilotadoposterior.

El pilotado previo consiste en introducir en primer lugar los pilotes utilizando unaplantilla que asegure una correcta ubicación e inclinación de los mismos.Posteriormentesecolocayajustanlaspatasdeljacketenlospilotes.

Figura19‐Pilotadopreviodeunaestructurajacket

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‐25‐

AlphaVentusfueelprimerparqueeólicodondeseutilizóelmétododepilotadoprevio.Seusóunaplantillacentralparaasegurarlaposiciónenellechomarinodelaspilas,asícomolaverticalidad.

Estemétododeinstalacióndeljacketeliminalanecesidaddeusarfundasenlospilotesy hormigón de limpieza. La fabricación de la estructura jacket se puede realizar enparaleloconlasoperacionesdepilotado.Lasvariacionesdelosfondosmarinospuedenserniveladas,ylaverticalidaddelaestructurasepuedealcanzardemanerasencilla.

Elpilotadoposteriorseutilizacomúnmenteen instalacionespetrolíferas,aunqueesmuchomenoscomúnparalosparqueseólicos.Consisteenutilizarlaspatasprincipalesdeljacketcomoguíadelospilotes.Paraellosesueldanoseintroducelechadaparafijarlospilotesa laestructura.Esnecesarioutilizarhormigónde limpiezaoungeotextilcomoestructuraprovisionalparaasegurarelcorrectopilotado.

Este procedimiento solamente se ha empleado en un parque eólico en el proyectoBeatriceDemonstrator.

2.5.4.1 Pieza de transición 

Lapiezadetransiciónesunelementocuyodiseñodependerádelaestructurainferior,yqueseencargadetransmitirlosesfuerzosqueaparecenenlabasedelatorre.Enestetrabajo,seprestaunaespecialatenciónaesteelemento,yaqueesunodeloselementosqueencarecelasestructurasoffshoredetipojacketysepretendeestudiarelimpactoen laestructura jacketyenelprocesoconstructivodesustituir esta complejapiezametálicaporunapiezadehormigónmássencillaybarata.

Figura20‐Piezadetransiciónmetálica

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Dehecho,cabedestacarquelaempresaSiemens,harealizadoinvestigacionesacercadeestaposibilidadyhaplanteadolaconstruccióndedosestructurastipojacketquecuentan con una pieza de transición de hormigón, lo que ellos denominan comoestructuras jacket de gravedad. Esta solución está programada para implantarse enDinamarcaamediadosdeesteaño,contandocondiseñosdeunaestructurajacketdetrespatasyotradecuatropatas.

Figura21‐PiezadetransicióndehormigónSiemens4patas

Figura22‐PiezadetransicióndehormigónSiemens3patas

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‐27‐

2.5.5 Cimentaciones flotantes 

Hayungrannúmerodeposiblesconfiguracionesdeplataformasde turbinaseólicasmarinascuandoseconsideralavariedaddeamarresdisponibles,tanquesyopcionesdelastreenlaindustriaoffshoredecimentacionesflotantes.Desafortunadamente, lamayoríadelastopologíasresultantestienenalgunosaspectosindeseablesqueharíanqueelcostodelsistemafueraexcesivoparalamayoríadelasaplicacionesdeviento.

Normalmente, la arquitectura general de una plataforma flotante se determinarámedianteunanálisisdeestabilidadestáticadeprimerorden,aunqueexistenmuchosotrosfactorescríticosquedeterminaráneltamañoyelcarácterdeldiseñofinal.

Sehadesarrolladounsistemadeclasificaciónquedividetodaslasplataformasentrescategoríasgeneralesbasadasenelprincipiofísicooestrategiaqueseutilizaparalograrlaestabilidadestática:

Figura23‐Cimentacionesflotantes

Estabilidadporlastre:Lasplataformasconsiguenlaestabilidadusandopesosdellastrecolgadosdebajodeuntanquecentralflotantequecreaunmomentoqueenderezaelsistema al situar el centro de gravedad en una cota muy baja. Un ejemplo de estaestrategiaeselelementodelaizquierdaenlaFigura23.

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Estabilidad por líneas de arrastre: Plataformas que consiguen la estabilidaddisponiendounflotadorconmayorempujequeelpesodelaestructura,estabilizandoelsistemaatravésdelatensiónaportadaporlaslíneasdearrastre.LaplataformaquesemuestraenelcentrodelaFigura23,sebasaenlatensióndelaslíneasdearrastreparaasegurarlaestabilidad.

Estabilidad por flotación: Las plataformas que consiguen la estabilidad con ladistribucióndeelementosflotantesenlabase.EsteeselprincipiousadoenelelementodeladerechaenlaFigura23.

Cadaunodeestosmodelosdeestabilidadsepuedepensarcomouncasoidealizadoconpropiedadeslimitadas.Algunasdeestascaracterísticaspuedenserdeseablesyalgunaspuedenserindeseablesparasuusoenunaturbinaeólicaflotante.Enlasiguientefigurasemuestran lasestrategiasseguidaspara lascimentaciones flotantesquesuelensercombinacionesdelosmodelosreciénexplicados.

Figura24‐Cimentacionesflotantessegúnmétododeestabilidad

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‐29‐

3. Condiciones de diseño 

Existendiversassolucionesparaestructurasoffshoredependiendodelascondicionesdediseñopararealizarlaestructura.

EsteproyectoseplanteaenunazonaconunascondicionessimilaresalasencontradasenlacostanortedeFranciaolacostasurdeReinoUnido,yaquehayvariosproyectosplanteadosenestazonadondesepiensainstalarestructurasoffshoretipojacket.

En este estudio se partirá de unas condicionesmarítimas dadas, y se adaptará unaestructurajacketdecuatropatas,consuestructuradefinida,aunaestructuradeinerciaequivalentecontrespatas.Estascondicionesdefiniránlasfuerzassobrelaestructurajacketysonlabasedelestudioestructuralporelcualseanalizarálaviabilidaddeunapiezadetransicióndehormigón,ydelcálculodelaprofundidadquedebenalcanzarlospilotesparaasegurarlaestabilidaddelaestructura.

3.1 Geometría jacket 

Figura25‐Geometríabásicajacket

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‐30‐

Comoyasehadefinidoenelcapítuloanterior, lasestructurasjacketsonestructurasligeras,queseutilizanparaprofundidadesdehasta50o60m.Paracumplirconlascondicionesdediseñoespecificadasporlaalturadelaolamáximayelmáximoniveldelmar,sehadecididoutilizarunageometríajacketbasadaenelproyectodeIberdroladeWikinger,AlemaniafabricadoconjuntamenteporNavantiaWINDARJointVentureyBLADT.

Figura26‐Jacketde4patas3DAutoCAD

LageometríadeljacketdecuatropatasvienedadaporlaFigura25ylaFigura26.Loselementostubularesprincipalescuentanconundiámetrode1.100mmyunespesorde40mm,mientrasqueloselementossecundariostienen500mmdediámetroy30mmdeespesor.Elmaterialquesevaaemplearpara laconstruccióndel jacketesaceroestructuralS235.

Enesteestudio,lageometríadeljacketseverámodificadaparaobtenerunaestructuradetrespatasqueseconsideramásventajosaparalascondicionesgeotécnicasdelsuelodediseño.

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‐31‐

3.1.1 Cálculo inercial 

Paraobtenerlaestructurajacketdediseñocontrespatas,equivalentealaestructuradereferencia,serealizaráuncálculode inerciasequivalentes,medianteunahojadecálculo,entrelaestructurainicialdecuatropatasylaestructurajacketdetrespatasplanteada. Estos cálculos se comprobarán posteriormente con la obtención de laspropiedadesfísicasdelosmodelosdelasdosestructurasenAutoCAD.

Figura27‐RepresentacióndelTeoremadeSteiner

ParaobtenerlosmomentosdeinerciadelasestructurassehautilizadoelTeoremadeSteiner.ElTeoremadeSteineresunteoremaquenospermitecalcularelmomentodeinerciadeunobjetorespectoauneje,conocidoelmomentodeinerciadeeseobjetosobreunejeparaleloquepasaporelcentrodemasasdelobjetoyladistanciaentrelosdosejes.Estostérminosserelacionanmediantelasiguienteexpresión.

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‐32‐

² (4)

Losmomentosdeinerciasehanobtenidorespectoalvolumenenvezdelamasa,yaqueelanálisisserealizasobreelementosqueencualquiercasotienenlamismadensidad.LosmomentosdeinerciasehantomadorespectoalejeY,elcualatraviesaelcentrogeométricodelasbasesdelasestructurasalacota0.ParaelcálculodelosmomentosdeinerciadeloselementostubularessehaprocedidoaasumirqueloscortesconelplanoXYdancomoresultadounacircunferencia,peseaserelipsesdemayoromenorexcentricidad.Lainerciadeloselementos,asumidoscilíndricos,hasidocalculadaconlasfórmulasyaconocidas:

2∗

(5)

Enelcasodequeelejesobreelquesetomaranmomentoscoincidieraconelejedelelementotubular

4∗

∗12

(6)

Enelcasodequeelejesobreelquesetomaranmomentosfueraperpendicularalejedelcilindro.

Figura28‐Momentodeinerciasegúnposicióneje

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‐33‐

ElcálculoenExcelsehallevadoconsiderandoelementosde1metrodediferencialdecota,yaplicandoelTeoremadeSteinerparacadaelemento.Paraellosehaobtenidoelvolumen de un cilindro hueco de 1 metro de altura con las dimensiones de loselementosdelaestructurajacket.Loselementosprincipalessehanasumidoverticales,y los elementos diagonales de la estructura se hanmultiplicado por un coeficientedefinidocomolainversadelatangente,paraajustarelvolumenpormetroenverticalasuvolumenreal.Enelcasoespecíficodeloselementoshorizontalessehaprocedidoadividirloselementospormetrolongitudinalenvezdeenvertical,ysehaaplicadoelTeoremadeSteinerdeigualmanera.

Paraeldiseñodelaestructurajacketdetrespatasdediseñosehadecididorespetarladisposicióndelasconexionesentreloselementostubularesprincipales,Figura25,yelespesor de tanto los elementos principales como secundarios. Únicamente, semodificaránlosdiámetrosdeloselementostubularesyladistanciaentrelosapoyosdelaspatas.

Paraobtenerunainerciaequivalentedelaestructurajacketdecuatropatasennuestrasolucióndetrespatasseharealizadounestudiodelefectoenelmomentodeinerciadecambiarcadaparámetrodelosantesmencionados.

Figura29‐Efectodelosparámetrosenelmomentodeinercia

EnlaFigura29,sehadesarrolladounanálisisdelefectodeaumentarcadaparámetrodemaneraindividual.Separtedesdeunageometríajacketdetrespatasconelementosprincipalesde1.100mmdediámetroyelementossecundariosde500mm,conunaseparaciónenlaspatasde23m.Estageometríadalugaraunmomentodeinerciade

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

0% 50% 100% 150% 200% 250% 300%

I (m

5)

Aumento en %

Dprincipal Dsecundario Dist apoyos Inercia requerida

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‐34‐

31.493m5,alejadodelos43.367m5quetienesusoluciónanálogadecuatropatas.Sepuedeobservarqueelaumentorelativodeldiámetrodeloselementossecundarioseselmétodomásefectivoparaelaumentode la inerciade laestructurade trespatas,seguidodelaumentodeldiámetrodeloselementosprincipales.Porúltimo,elaumentodeladistanciaentrepatasnoesespecialmentesignificativoenestecaso.

Sehadecididoproponerunasoluciónmodificandolostresparámetrosparaobtenerundiseño óptimo, en el que no se sobredimensionase ninguna de las variables. Se haoptadoporundiámetrode loselementosprincipalesde1.300mm,unoselementossecundariosde700mmdediámetro,yunadistanciaentrelosapoyosdelaspatasde25m;obteniendouna inerciade41.974m5,un96,8%de la inerciade laestructurainicial,quesehasupuestosuficientedadoqueelvalorde la inercianoseconsideralimitante,aunquesiimportanteparaelcorrectofuncionamientodelaestructura.

Figura30‐Jacketde3patas3DAutoCAD

Ademásdepormotivos inerciales, la soluciónadoptadaha intentadoser coherente,aumentandoeldiámetrotantodeloselementosprincipalescomosecundarios,yaque

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‐35‐

al tener que soportar condiciones de diseño idénticas a una solución con máselementos,loselementosdelaestructuradetrespatashandesermásrobustos.

Porúltimo,cabedestacar,que,aunqueelaumentoenlaseparaciónentrelaspatasnosea un factor excesivamente relevante en el cálculo de inercias, sí que influye en lafuerzadearranqueohundimientoalaqueseveránsometidaslascimentacionesdeljacket. Se ha decidido aumentar esta separación, para reducir de algunamanera elaumentode la fuerzadearranquequesupondrápasardeunaestructuraconcuatroapoyosaunadetres,sinembargo,sehalimitadoestadistanciaa25mparaevitarunaexcesivaesbeltezdeloselementostubulares.

Comosehaindicadoconanterioridad,paracomprobarlaexactituddeestemétodosehan modelado las estructuras jacket y obtenido los momentos de inercia con laherramientaAutoCAD;Figura26yFigura30.Sehanobtenidomomentosdeinerciade43.363m5y42.204m5paralaestructuradecuatroytrespatas,respectivamente.Estosvaloresdistanmenosdeun1%delvalorobtenidomedianteExcel,luegoseconfirmalavalidezdelmétodoempleado.

3.2 Condiciones medioambientales 

Debido a las severas condiciones medioambientales a las que se someten lasestructurasoffshorehayquedefinirconlamayorprecisiónposiblelosparámetrosdediseñoquedefinenlascargasqueactúansobreloselementosdeljacket.Enestecasosedisponededatosdelviento,alturadeoladediseño,corrientesyniveldelagua.

Paraelestudiodelosesfuerzos,encualquiercaso,sesupondráqueladireccióndetantolacorriente,comoelvientoyeloleajeserálamismaparaobtenerlasmayorescargassobrelaestructura.

Figura31‐Estructuraoffshoreenuntemporal

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‐36‐

3.2.1 Viento 

El viento ejerce importantes esfuerzos en la parte no sumergida de la estructuraoffshore.Lavelocidadmediadelvientoaumentaconlaalturaylavelocidadrealvaríaeneltiempoyelespacioalrededordeesevalormediodependiendodelasturbulencias.Elefectodecizallasevemuyreducidoenlosaerogeneradoresmarinos,respectoalosterrestres,debidoalbajocoeficientederugosidadquehayenambientesmarinos.

Figura32‐Perfilmediodevientoenfuncióndelterreno

Lascargasdevientoqueactúanennuestroproyectosehanobtenidocomosimilaresalas obtenidas de la denominada “NREL offshore 5‐MW baselinewind turbine”, unaturbina que se supone equivalente a la que se colocará sobre la estructura jacketanalizada,obteniendounavelocidadmáximade38,4m/s.

3.2.2 Altura de ola de diseño 

 El oleaje afectará a toda la parte de la estructura que se halle por debajo del áreaafectadoporlasolasincidentes.

Las olas son irregulares en forma y poseen distintas alturas, longitudes de onda,celeridadesydirecciones.Estasdiferencias,provocandistintasincidenciasdeloleajeenlaestructuraoffshore.Lamejormaneradesimplificarelanálisisdeloleajeesdefinir

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‐37‐

el conceptodeestadodemar, que convierteunadistribución caótica enun análisisestocástico.

Un estadodemar se define comoun intervalo de tiempo en el que el oleaje puedeconsiderarsedealgúnmodoestacionario.Setratadeuntiemposuficientementecortoparaqueelanálisisseconsidereestacionario,ysuficientementelargocomoparaquecontengalainformaciónestadísticanecesariadelproceso.Actualmente,estetiemposesueletomarcomode1hora,aunqueellímiteinferiordeinformaciónestadísticasesitúaenlos30minutos.

Un estado de mar está formado por una superposición lineal de trenes de ondassinusoidalesdegravedad,deamplitudes,periodos,direccionesyfasesdiferentes.Cadauno de los trenes de onda se denomina componentes. Las componentes aportan suenergíaporunidaddeáreaalconjunto.Larepresentacióndeenergíaporunidaddeárea para cada periodo y dirección del oleaje se denomina espectro direccional. Laintegración del espectro direccional en todo el rango de direcciones da lugar a elespectroescalar.

Figura33‐Espectrodireccionaldeloleaje

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‐38‐

Elresultadodeesteanálisiseseldenominadoanálisisacortoplazoqueaportaunascomponentes espectrales y una serie de estadísticos derivados, que nos permitenanalizarelcomportamientodeloleaje.

Paraelestudiodeloleajeenlazonadelproyecto,sehaempleadounestadodemardediseño conunperiodode retorno asociadode50 años, que tieneuna altura de olasignificantede8,65m,conunosrangosdeperiododepicodeentre13,4sy18s.Laalturadeolamáximaesde14,8m,yseráconsideradacomolaalturadeoladediseño.

Paralascondicionesdeservicio,seemplearáunaalturasignificantede2,5m,conunperiododepicoqueoscilaentrelos10sylos18s.

3.2.3 Corrientes 

 Aunquelascorrientesmarinassonvariablesenelespacioytiempo,paraelobjetivodeeste proyecto se consideraran como un flujo de velocidad y dirección constante,variando solo en función de la profundidad. Las corrientes se definen comocombinacióndevarioselementosypuedensergeneradasporelvientoenlasuperficie,lamareaastronómicaogradientesdepresión.

Paraesteestudioseconsideraquelascorrientessiguenunadistribuciónconjuntayseha obtenido una velocidad extrema en superficie de 2,05 m/s para un periodo deretornode50añosparaelcasodediseño.

Enelcasodeservicio,sehadecididoemplearunavelocidadde1m/sparalavelocidadextremaenlasuperficieconunperiododeretornode1año.

3.2.4 Nivel del agua 

Paraelcálculodelascargashidrodinámica,lavariacióndelaguaesunparámetroquetienegranimportancia.Elniveldelaguasufregrandesvariacionesalolargodelavidaútildelaestructura,luegoesimprescindibledefinirquéniveldelaguaemplearparaloscálculosarealizar.

Para el diseño se considerará elmayor nivel que se puede alcanzar bajo cualquiercombinaciónposibledecondicionesastronómicas(HAT),queseobtienecuandotodaslas componentes que causan lamarea están en fase enmarea alta. En este caso seconsideraunaalturade38,8m,a laque se le suma1mdebidoa losgradientesdepresiónyelvientoenunatormentay0,2mdebidoalaumentoprogresivodelniveldelmar.Endefinitiva,seobtieneunaalturadeolade40m.

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‐39‐

Elniveldelaguaasociadoalamareaastronómicamásbaja(LAT)esde25,4m.

Enunasituacióndefuncionamientosedefineunnivelmediodelmar(MSL)de35m.

Figura34‐Definicióndelosnivelesdeagua

Cabe destacar que la altura del jacket depende directamente del nivel del marconsiderado. La altura mínima a la que se debe encontrar la plataforma delaerogeneradorsecalculasumandoelniveldeaguamáximoesperado(40m)ylaalturadecrestadelaoladediseño(7,4m),más1mdealturadeairelibre,obteniendounaalturamínimade48,4m.Sabiendoquelaalturadeljacketquesevaainstalaresde46m,lacimentacióndeberádesobresalirporlomenos2,4mdellechomarino.

Enesteproyecto sehadecididoque la cimentaciónsobresalga5m,paracumplir lacondiciónanterioryasegurarlacorrectaunióndeloselementosdeljacketylospilotes.

3.3 Condiciones geotécnicas 

Se procederá a incluir a continuación una tabla a modo explicativo que define lascaracterísticasdelsuelodediseño,incluyendolasdistintascapasesperables.

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‐40‐

Elsuelodediseñoestáformadoporunaprimeracapade10mdeespesordeunsuelogranular,seguidodeunestratodedurezamediadeareniscade5mdeespesor,seguidofinalmentedeunacapaduradeareniscaquesesuponedeespesorilimitado.

Estrato1ProfundidadInicial(m) 0

Espesor(m) 10Pesoespecífico,γ(KN/m³) 11,5

Ánguloderozamientointerno,ϕ 38Móduloderigidez,G(MPa) 10‐35

Resistenciaacompresión,UCS(MPa) ‐Estrato2

ProfundidadInicial(m) 10Espesor(m) 5

Pesoespecífico,γ(KN/m³) 16Ánguloderozamientointerno,ϕ ‐Móduloderigidez,G(MPa) 6000

Resistenciaacompresión,UCS(MPa) 5 Estrato3

ProfundidadInicial(m) 15Espesor(m) 35

Pesoespecífico,γ(KN/m³) 16Ánguloderozamientointerno,ϕ ‐Móduloderigidez,G(MPa) 8000

Resistenciaacompresión,UCS(MPa) 10

Tabla1:Característicasdelsuelodediseño

3.4 Descripción básica de la turbina 

Comosehaindicadoconanterioridad,seplantealaposibilidaddecolocarlaturbinadereferencia “NREL offshore 5‐MW baseline wind turbine” o una de característicassimilaressobrelaestructurajacket.

Lajustificaciónparautilizarunaturbinadeestapotenciaesqueparaqueelproyectoseaviableeconómicamentelapotenciadelaturbinahadeserdealmenos5MW,y,asimismo,lamayoríadelosgrandesproyectosyaexistentesutilizanturbinasde5MW.

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‐41‐

Amododeejemplo,unaturbinade5MWpuedeproducirenergíasuficientecomoparaabastecera1.250hogaresmediosdeEstadosUnidos.

LascaracterísticasdelaturbinadereferenciasonlasexpuestasdemaneraresumidaenlaTabla2,dondeseincluyecaracterísticascomolamasadelaerogeneradorolaalturadelhub,queseránvaloresquetendránunagraninfluenciaenloscálculosestructuralesrealizadosposteriormente.

NREL5‐MWBaselineWindTurbinePotencia(MW) 5

Configuración(nºpalas) 3Diámetrodelrotor(m) 126Diámetrodelhub(m) 3Alturadelhub(m) 90

Velocidaddelvientodecut‐in(m/s) 3Velocidaddelvientonominal(m/s) 11,4Velocidaddelvientodecut‐out(m/s) 25

Masadelrotor(kg) 110.000Masadelagóndola(kg) 240.000Masadelatorre(kg) 347.460

Tabla2:Propiedadesgeneralesdela"NREL5‐MWBaselineWindTurbine"

Latorredelaturbinatieneundiámetroenlabasede6m,yundiámetrosuperiorde3,87m.Elespesoresvariabledesdelos35mmhastalos25mm.

Latorrecuentaconunaalturatotalde87,6m.

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‐42‐

4. Cálculo de las cargas de oleaje 

Unavezconocidaslascondicionesdediseño,debemosprocederacalcularlosesfuerzosdebidoaloleajealosquesehandesometenloselementostubularesdelaestructurajacket.

Lasfuerzasdearrastreydeinerciasonlasdosprincipalesfuerzasdeloleajequeactúansobreunaestructuraoffshore.

Lafuerzadearrastreseocasionadebidoalosefectosdeviscosidaddelfluido.Esunafuerza proporcional al cuadrado de la diferencia de velocidad entre el fluido y laestructura.

La fuerza de inercia está compuesta por la fuerza generado por el elemento de laestructuraoponiéndosealmovimientodelfluidoquelerodeaylafuerzaqueejerceelfluido acelerado sobre el elemento debido a diferencias de presión en el fluido,causandodistorsionesenlaslíneasdecorrientealrededordelmiembroestructural.

Enestecaso,sehadecididocalcularestascargasmediantelaecuacióndeMorisonenunprocesoquesedetallaráenprofundidadalolargodelcapítulo.

4.1 Ecuación de Morison 

LaecuacióndeMorisonseutilizaparacalcularcargasdeoleajeenelcasodequeloselementosdelaestructuramarinaseanpequeñosenrelaciónconlalongituddeondade la ola. Si no fuera así, se producirían cambios en las formas de las olas y seríanecesarioutilizarlateoríadeladifraccióndelasolasparacalcularlascargasdeloleaje.

Larelaciónentrelalongitudsignificativadelelementoestructuralylalongituddeondadelaolaseexpresadelasiguientemanera:

0,2 (7)

Donde,Desigualaldiámetrodeloselementostubulares,yλeslalongituddeonda.

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‐43‐

Siendo una estructura jacket de diámetro máximo de alrededor de un metro ysuponiendo,comodespuéssecomprobará,unalongituddeondadelaoladediseñodeunos300m,sepuedecomprobarquesecumpleesterequisitosinningúnproblema.

LaecuacióndeMorisonsetratadeunafórmuladetiposemiempírico,querepresentalafuerzaporincrementodelongitudsobreuncilindroverticalenmovimientocomolasuma de las fuerzas de inercia y arrastre que componen las cargas de oleajeprincipalmente.Sedefinedelasiguientemanera:

∆ , , ∙∙ ∙4

∙ ∙ ∆ ∙∙2

∙ ∙ | | ∙ ∆ (8)

Donde, sonlasfuerzasdeinerciayarrastre,respectivamente.

Siendorigualaladiferenciaentrelavelocidaddelfluidoyladelaestructura,yaquelavelocidaddelaestructurasesuponedespreciablepodemosescribirrcomou.Entonceslaecuaciónresultantees:

∆ , , ∙∙ ∙4

∙ ∙ ∆ ∙∙2

∙ ∙ | | ∙ ∆ (9)

Donde,

∆ , , eslacargadeoleajepor∆ .

eselcoeficientedeinercia.

esladensidaddelagua.

eseldiámetrodelcilindro

eslaaceleracióndelfluidonormalalejedelcilindro

∆ eselincrementodelongituddelcilindro.

eselcoeficientedearrastre.

eslavelocidaddelfluidonormalalejedelcilindro.

| |eselvalorabsolutode .

Para el cálculo de la fuerza total, bastará con realizar el sumatorio de las fuerzasobtenidosparavaloresdezquevayandesde‐halacrestadelaoladediseño.

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‐44‐

EnelcasodeesteproyectosehadecididoutilizarunahojaExcelquecalcularádichasfuerzasporincrementodelongituddelaestructura,envezdeporlongituddeelemento,calculando en última instancia las cargas de oleaje totales en la estructura. Se hadecididoutilizarunincrementodelongitudde1metroenladirecciónz.

Enprimerlugar,seprocederáaexplicarcómoseharealizadoelpasodeadaptarunaestructuradevarioselementostubulares,algunosdeellosinclinados,alaecuacióndeMorisondóndesoloseconsideraunúnicoelementocircularyvertical.

Posteriormente, se procederá adefinir cadaunode los parámetros necesarios pararesolverlaecuaciónyobtenerlascargasdeoleajetotalessobrelaestructura.

4.1.1 Adaptación de la geometría  

ComosehamencionadoanteriormentelaecuacióndeMorisonseempleaparaunúnicoelementoestructural,circularyvertical.Unaestructurajacketsecomponedevarioselementostubularesdeloscualesalgunosdistandeserverticales.

Porsimplificacióndecálculo,envezdecalcularlasfuerzasdeloleajequeseobtienenporcadaelementosehaprocedidoacalculardosdiámetrosequivalentesparacalculardirectamentelascargasdeoleajepor∆zdeestructura;unoparalasfuerzasdeinercia(Deq(M),deahoraenadelante),representadocomoD²enlaecuación(8),yotroparalasfuerzasdearrastre(Deq(D)),Denlaecuación(8).

Enprimerlugar,seprocederáadividirlageometríadelajacketendiferentessecciones,enlasquesedefiniráeltipoyelnúmerodeelementosporsección,lalongituddeloselementoshorizontalesylainclinacióndelasbarrasdiagonalesmediantelarelaciónLD/Z.Loselementosprincipalesdeljacketsesuponenverticales.

Sección Torre Pilote E.Vertical E.Horizontal LH Diagonales LD/z

A‐Torre 1 0 0 0 ‐ 0 ‐B‐3‐(3) 0 0 3 3 12 0 ‐C‐3‐6 0 0 3 0 ‐ 6 1.93D‐3 0 0 3 0 ‐ 0 ‐

E‐3‐(3) 0 0 3 3 16 0 ‐F‐3‐6 0 0 3 0 ‐ 6 1.57G‐3‐6 0 0 3 0 ‐ 6 1.66

H‐Pilotes 0 3 0 0 ‐ 0 ‐Tabla3:Definicióndeseccionesdelaestructurajacket

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‐45‐

Unavezdefinida lageometríade lasseccionesde la jacketseprocedeacalcular losdenominadosdiámetrosequivalentes(Deq(M)yDeq(D)).

ParaelloseempleaunaformulaciónenlaqueseconsideraqueeldiámetroequivalenteesigualalasumaenelcasodeDeq(D),olasumadeloscuadradosenelcasodeDeq(M)),deloselementoscircularesyverticalesquecomponenlasección.

Como ya se ha indicado hay elementos que no son verticales, pero se realiza unatransformación,multiplicando,enelcasodeloselementoshorizontales,eldiámetrodelelemento por la longitud horizontal, y, en el caso de los elementos diagonales, eldiámetrodeloselementosporlainclinación(LD/Z).

Se obtienen por lo tanto las siguientes ecuaciones para obtener los diámetrosequivalentes:

∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ (10)

∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ (11)

Donde,Nserefierealnúmerodeelementos,DaldiámetrodelelementoyLalalongituddel elemento. Los subíndices T,V,H,D,P, se refieren a los términos torre, elementosverticales,elementoshorizontales,elementosdiagonalesypilotes,respectivamente.

El cálculo de los diámetros equivalentes se completará posteriormente, ya que losdiámetrosdeloselementossevenafectadosporelcrecimientomarinoquesecalcularáencapítulosposteriores.

4.1.2 Obtención de los parámetros 

Se obtendrán a continuación los parámetros necesarios para la resolución de laecuacióndeMorison.Algunosparámetrosdependendeldiámetrodelelementosobreelquesecalculanlascargasdeloleaje.Alhaberprocedidoaunasimplificacióndeloselementosdelajacketaunsoloelemento,paraaquellosparámetrosquedependendeldiámetrosehaprocedidoausarelparámetrodeldiámetrodelasecciónqueaportemayorescargasdeoleaje.

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‐46‐

4.1.2.1 Corriente 

4.1.2.1.1 Perfil de velocidad 

Lascorrientesgeneradassecaracterizanporunadistribuciónpotencialdelavelocidad,reduciéndoselavelocidaddelasuperficie,dondeesmáxima,hastaunavelocidadde0m/senel fondomarino.Seutilizaun factordeverticalidad,conelqueseobtiene lasiguienteecuación:

∙ (12)

Donde,

eslavelocidaddelacorrientealacotaz.

zeslocotatomadadesdeelniveldelmardediseño(valornegativo).

eslavelocidaddelacorrienteenlasuperficie.

heselniveldelmardediseño.

αeslaexponentedeladistribución,paraesteestudio1/7.

Paratenerencuentaloscambiosenelniveldelmardebidoaloleaje,sehadeadaptaresta fórmulademodoque lavelocidaden lasuperficiecontinúesiendo lavelocidadmáximade2,05m/sobtenidoenlascondicionesambientalesiniciales.Paraelloenlaecuación(12)sesustituyeelvalordezporunvariable,denominadaz’,queotorgaunvalorficticiodezparacumplirlascondicionesdecontornodevelocidadenlasuperficiede2,05m/sydevelocidadenellechomarinode0m/salcambiarelniveldelmar.

Esteparámetroz’sedefinedelasiguientemanera:

∙ (13)

Donde,

eselincrementoenlaalturadelniveldeaguaqueocasionaeloleajedediseñodependiendodelafaseenlaqueseencuentre.

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‐47‐

Figura35‐Perfildecorrientesenfuncióndelafasedeloleaje

Elmétodoempleadoseconsideraválidosiemprequenoseproduzcaunareducciónrápidadelavelocidaddelacorriente,enprofundidadescercanasalasuperficielibredelagua.Estasituaciónespocoprobableyaqueelexponentedeladistribuciónes1/7yladistribuciónesmuyverticalparaz’cercanasa0.

4.1.2.1.2 Factor de bloqueo 

Lavelocidaddelascorrientesenzonascercanasalaestructurapuedeversereducidarespectoalavelocidaddelacorrientecuandoestálibredeobstáculos.Unapartedelflujoincidentegiraentornoalaestructuraynoatravésdeella,porloquelavelocidadincidentedelacorrientesobrelaestructurasereduce.

Elfactordebloqueo,fBF,sepuedecalculardelasiguientemanera:

1∙

4 ∙ Ā

(14)

‐40

‐35

‐30

‐25

‐20

‐15

‐10

‐5

0

5

10

1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00

z (m

)

u (m/s)

ϕ = 0 ϕ = π/8 ϕ = π/4 ϕ = 3π/8 ϕ = π/2

ϕ = 5π/8 ϕ = 3π/4 ϕ = 7π/8 ϕ = π

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‐48‐

Donde,

∑ ∙ eslasumadetodaslasáreasdearrastredelosmiembrosqueformanlaestructuraqueseoponenalflujo.

Āeseláreaproyectadanormalalacorrientealacorrienteincluidadentrodelperímetrodelaestructura.

Figura36‐Bloqueodelflujodebidoaunaestructura

Enelpresenteestudio,sehadecididoutilizarunfactordebloqueoparalascorrientessobreel jacketde0,9deacuerdoconloespecificadoenlanormaAPI2A‐LRFDparajacketsde3patas.

4.1.2.2 Oleaje 

4.1.2.2.1 Periodo de ola aparente  

Unacorrientequesepropagaenlamismadirecciónqueeloleajetiendeaalargarlalongituddeonda,mientrasqueunacorrienteenladirecciónopuestatiendeaacortarse.

Paraelestudiodelascargasdeoleaje,comosehamencionadoconanterioridadsevaasuponerquelascorrientes,eloleajeyelvientotienenlamismadirección.

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‐49‐

Para el cálculo del periodo aparente se empleará la Figura 37, donde primero esnecesariodefinirlosvaloresded/gT²y /gT,dedóndeseconocentodoslosdatos.

Figura37‐RelaciónentreTappyT

Entrandoenlatablaconlosdatosinicialesdeperiododediseñoenelintervaloentre13,4 s y 18 s, profundidaddediseño igual a 40my velocidadde la corriente en lasuperficiede2,05m,obtenemosunlímiteinferiordelperiodoaparentede15,01syunlímitesuperiorde19,80s.

4.1.2.2.2 Longitud de onda 

Conocidoelperiododeolaaparentequesevaaemplearparaeldiseño,calculadoenelapartadoanterior,seprocedeadeterminarlalongituddeonda.

Elmétodomásexactoparacalcular la longituddeolaesmediante laecuaciónde ladispersióncuyaformulaciónes:

∙ ∙ tanh ∙ (15)

Donde,

∙ y ∙

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‐50‐

Sin embargo, debido a que se está empleando una hoja de Excel para realizar loscálculos, sedecideutilizaruna formulaciónaproximada recomendadaque relacionadirectamente el periodo con la longitud de onda para una profundidad dada de lasiguientemanera:

∙ ∙ ∙1 ∙

(16)

Donde,

1 ∑ ∙

4 ∙ ∙ / ∙

0,666

0,445

0,105

0,272

Paraelcálculodelaslongitudesdeonda,conocidalaprofundidaddediseñode40myunos periodos aparentes de 15,01 s para el límite inferior y 19,80 s para el límitesuperior,seobtienenunaslongitudesdeolade261,7my365,4m,respectivamente.

Figura38‐Longituddeondarespectoalperiododeolaadistintasprofundidades

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‐51‐

4.1.2.2.3 Perfil de velocidades 

Elperfildevelocidadesdelaspartículasdebidoaloleajesevaacalcularatravésdelateoría linealo teoríadeondasdeAiryoStokesdeprimerorden.Conesta teoría sepueden obtener las expresiones analíticas de la velocidad y aceleración de laspartículas,loscaminosdelasmismasolapresión.

Estateoríasolamenteesválidaenelcasodeolasquenoseanrompientesydepequeñaamplitudcomparadoconlalongituddeondaylaprofundidad.

Elperfildevelocidadessedefinedelasiguientemanera:

∙∙coshsinh ∙

∙ cos (17)

Estaecuaciónesválidaúnicamenteparavaloresdezentre‐hy0,luegoseprocederádenuevoaintercambiarzporz’parapodertenerencuentalasvariacionesdelniveldeaguaempleandolaecuación(13).

Figura39‐PerfildevelocidadesparaTminyTmaxy =0

‐40

‐35

‐30

‐25

‐20

‐15

‐10

‐5

0

5

10

2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50

z (m

)

u (m/s)

T mínimo T máximo

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‐52‐

Como se puede observar en la Figura 39, se han representado los dos perfiles develocidaddeloslímitesdelperiodoaparente.ConayudadelahojaExcelsecalcularánlascargasdeoleajedeestosdoscasosyaquesonloscasosmásextremos.

Enelcasodellímiteinferiorpodemosverquelasvelocidadessonmenoresenelfondodelmarymayoresenlasuperficiedelaolaqueenelcasodelmayorperiodoaparente.

CabedestacarqueenExceltambiénseanalizarálasposiblescargasdeoleajequesegenerenenfuncióndelafasedelaola.LasdiferenciasdevelocidaddebidoalcambiodefaseserepresentanenlaFigura40,siendomáximaspara iguala0yπ.

Figura40‐PerfildevelocidadesparaTminenfuncióndelafasedelaola

4.1.2.2.4 Perfil de aceleraciones 

Deigualmaneraquesehacalculadoelperfildevelocidades,seprocederáacalcularelperfildevelocidadesconlateoríadeondasdeAiry,yaquelascondicionesparapoderrealizar el análisis del perfil de aceleraciones es el mismo que el del perfil develocidades.

‐40

‐35

‐30

‐25

‐20

‐15

‐10

‐5

0

5

10

‐5.00 ‐4.00 ‐3.00 ‐2.00 ‐1.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

z (m

)

u (m/s)

ϕ = 0 ϕ = π/8 ϕ = π/4 ϕ = 3π/8 ϕ = π/2

ϕ = 5π/8 ϕ = 3π/4 ϕ = 7π/8 ϕ = π

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‐53‐

Laecuaciónquedefineenestecasoelperfildeaceleracioneses:

∙ ∙∙coshcosh ∙

∙ sin (18)

Enestecaso,análogamentealorealizadoanteriormenteenelperfildevelocidadylacorriente, z se adaptará para permitir variaciones del nivel de agua mediante laecuación(13).

Figura41‐PerfildeaceleracionesparaTminyTmaxyφ=π/2

Enelcasodelasaceleraciones,losmayoresvaloresseobtienenparaunafaseigualaπ/2, siendo nulos paraφ igual π y 0. En este caso se aprecia que las aceleraciones

‐40

‐35

‐30

‐25

‐20

‐15

‐10

‐5

0

5

10

0.75 0.95 1.15 1.35 1.55 1.75 1.95

z (m

)

a (m/s2)

T mínimo T máximo

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‐54‐

obtenidasenelperfilparaelcasodellímiteinferiordelperiodosonsiempremayoresalascorrientesqueseproducenparaelmayorperiododeolaaestudiar.

4.1.2.2.5 Factor cinemático  

Al igual que pasara con las corrientes y el factor de bloqueo, las fuerzas del oleajetambiéncuentanconunfactorreductor.

Enloscálculosrealizadosparaobtenerlascargasdeoleajesesuponeunmarconolaslargasquesepropaganenlamismadirección,situaciónquenuncasedaencondicionesreales.Dehecho,eloleajetieneuncaráctercaótico,formándoseconolasdedistintasalturasquesepropaganendistintasdirecciones.Estapropagacióndireccionalprovocaquelospicosdefuerzadeloleajeseandemenorvalorqueloscalculadosparaunmarunidireccional.

Inclusoencasosdepocadispersióndeloleaje,haypruebasdequelasteoríasdeoleajetiendenasobrestimarlasvelocidadesyaceleracionesdelfluido.

Lasmedidas tomadashasta la fechaconsideranvaloresparael factorcinemáticodeentre0,85a0,95paratormentastropicales,yde0,95a1paratormentastropicalesextraordinarias.

Paraquedardelladodelaseguridadenelcálculodelasfuerzasextremasdeoleaje,sehaoptadoporutilizarunaFc=0,99paraesteestudio.

4.1.2.3 Crecimiento marino duro 

Elcrecimientomarinosobreloselementosdelaestructuraesunfenómenoquedebeserconsideradoenesteestudio,yaquemodificanotablementelascargasdeloleaje.

Los elementos de la estructura jacket sumergidos o parcialmente sumergidos venaumentadosudiámetrodebidoalcrecimientodeorganismos“duros”enlasuperficiedel elemento. Del mismo modo, el crecimiento marino duro también afecta a larugosidad relativa del elemento, modificando el coeficiente de arrastre para flujoestacionario,queasuvezeslabasedelcálculodeloscoeficientesdeinerciayarrastre.

El diámetro “efectivo” que alcanzarán los elementos expuestos se define con lasiguienteexpresión:

2 (19)

TFGDanielBoladoFernández

‐55‐

Donde,

Dc es el diámetro inicial del elemento expuesto y t es el espesor medio delcrecimientomarinoduro.

Larugosidadrelativasedefinecomo:

(20)

Donde,

k es la altura media medida entre el crecimiento marino duro máximo y elcrecimientomarinoduromínimotalycómoseexpresaenlaFigura42.

D es el diámetro que se ha calculado previamente teniendo en cuenta elcrecimientomarinoduro.

Figura42‐Crecimientomarinoenunelementocircular

Enelpresenteestudio,elcrecimientomarinoduroseestableceen100mmdeespesoryunakde50mmparalospilotesyloselementostubularesdeljacket,mientrasque

TFGDanielBoladoFernández

‐56‐

paralatorreseutilizaraunakde0,3mm.EstosvaloressehanobtenidodeacuerdoconlosvaloresrecomendadosparaproyectosrealizadosenlazonasurdelMardelNorte.

Se representarán los datos obtenidos para tanto el diámetro “efectivo”, como larugosidadrelativadecadaseccióndelaestructuraenloscapítulosposteriores,dondesehablarádelaobtencióndeloscoeficientesnecesariospararesolverlaecuacióndeMorison.

4.1.2.4 Número de Keulegan‐Carpenter 

Estavariabletienegranimportanciayaqueloscoeficientesdearrastreeinerciasevanacalcularenfuncióndeestefactor.

Esteparámetrodefinelaestacionalidaddelcomportamientodelflujo.Esunparámetrodependientedeladistanciaquerecurreunapartículadelfluidoendirecciónnormalalejedelelementoestructuralenunamitaddelciclodeolaynormalizadaporeldiámetroefectivodelmiembro.

En una estructura offshore tipo jacket, es normal encontrarse con valores de KCmayores de 40 en condiciones de diseño, significando que las fuerzas de arrastrepredominansobrelasdeinercia,comosepuedeverenlaFigura43,yaquealaumentarelnúmerodeKeulegan‐Carpenter(KC)disminuyeelcoeficientedeinercia(CM).

Figura43‐CoeficientedeinerciaenfuncióndeKC

TFGDanielBoladoFernández

‐57‐

LaecuaciónquedefineelnúmerodeKeulegan‐Carpenteres:

2 ∙ ∙ (21)

Donde,

Umeslamáximavelocidaddelaspartículasdebidoaloleajeylascorrientes.

T2esladuracióndemediociclodeola

Deseldiámetro“efectivo”delelemento

4.1.2.5 Coeficiente de arrastre para flujo estacionario (CDS) 

El coeficiente de arrastre para flujo estacionario puede usarse para base para laobtencióndeloscoeficientesdeinerciaydearrastre.

Elvalordeesteparámetrodepende,comoyasehamencionadoanteriormente,engranmedidadelarugosidadrelativadelelementodelasiguientemanera:

0,65 10

29 4 ∙ log ⁄

2010 10

1,05 10

(22)

Donde,

Deseldiámetro“efectivodelelemento.

keslaalturamediamedidaentreelcrecimientomarinomáximoyelcrecimientomarinomínimo.

4.1.2.6 Coeficiente de arrastre (CD) 

ElcoeficientedearrastredependedelcoeficientedearrastreparaflujoestacionarioydelnúmerodeKeulegan‐Carpentermediantelasiguienteecuación:

TFGDanielBoladoFernández

‐58‐

∙ , (23)

Endonde eselfactordeamplificaciónporlaestela,representadoenlaFigura44.Enellaserepresentaelcomportamientodeuncilindrorugoso,conunalíneapunteada,yconunalínearellenaalcilindroliso.SedemuestraquelarugosidadrelativacarecedeimportanciaapartirdeKC/CDSmayoresde12.

Medianteesafigura,esposibleobtenervaloresajustadosdeCDconocidoslosotrosdosparámetros.KCyCDS.

Figura44–Factordeamplificaciónporlaestela

LasexpresionesquedefinenelcoeficientedearrastredependiendodelvalordeKCson:

,

1 2 ∙ 0,75 0,75 1 0,75 20,10 ∙ 12 2 12

1 ∙12

48 12 60

1 60

(24)

TFGDanielBoladoFernández

‐59‐

Donde,

1,50 0,024 ∙12

(25)

Enelpresenteestudiosehanobtenidolosvaloresdeloscoeficientesdearrastreparaloselementosanteriormentemencionados.Secalculaunvalorparael límiteinferiordel periodo aparente de 15,01 s (T1) y un límite superior de 19,80 s (T2). SerepresentanlosvaloresdeCDSparaT1enlaTabla4yparat2enlaTabla5.

Propiedades T1

Elemento Def k e Cds c(pi) Kc Fb KC fi(KC) Cd

Principal 1.5 0.05 0.03333 1.05 1.47 0.99 0.9 59.08 1.036 1.09

Diagonal 0.9 0.05 0.05556 1.05 1.47 0.99 0.9 98.46 1.000 1.05

Horizontal 0.9 0.05 0.05556 1.05 1.47 0.99 0.9 98.46 1.000 1.05

Torre 6 0.0003 0.00005 0.65 1.30 0.99 0.9 14.77 1.231 0.80

Pilote 2.7 0.05 0.01852 1.05 1.47 0.99 0.9 32.82 1.279 1.34

Tabla4:ValoresdeCDSparaloselementosdeljacketparaTmin

Propiedades T2

Elemento Def k e Cds c(pi) Kc Fb KC fi(KC) Cd

Principal 1.5 0.05 0.03333 1.05 1.47 0.99 0.9 77.94 1.000 1.05Diagonal 0.9 0.05 0.05556 1.05 1.47 0.99 0.9 129.90 1.000 1.05Horizontal 0.9 0.05 0.05556 1.05 1.47 0.99 0.9 129.90 1.000 1.05Torre 6 0.0003 0.00005 0.65 1.30 0.99 0.9 19.48 1.186 0.77Pilote 2.7 0.05 0.01852 1.05 1.47 0.99 0.9 43.30 1.182 1.24

Tabla5:ValoresdeCDSparaloselementosdeljacketparaTmin

4.1.2.6 Coeficiente de inercia (CM) 

ElcoeficientedeinerciaserelacionaconKCyCDS,comosepuedeapreciargráficamenteenlaFigura45ylaFigura46.

TFGDanielBoladoFernández

‐60‐

Figura45–CoeficientedeinerciaenfuncióndeKC

Figura46–CoeficientedeinerciaenfuncióndeKC/CDS

Laexpresiónquerelacionalosparámetrosmencionadoseslasiguiente:

2 32 0,44 ∙ 3 ; 1,6 0,65 3

(26)

Análogamentea lametodologíaempleadaparacalcularelcoeficientedearrastre,sehanobtenidolosvaloresdeloscoeficientesdearrastreparaloselementosdelajacket.

TFGDanielBoladoFernández

‐61‐

Secalculaunvalorparael límite inferiordelperiodoaparentede15,01s (T1)yunlímitesuperiorde19,80s(T2).SerepresentanlosvaloresdeCDSparaT1yT2enlaTabla6

Propiedades T1 T2

Elemento Def k e Cds c(pi) Kc Fb KC Cm KC Cm

Principal 1.5 0.05 0.03333 1.05 1.47 0.99 0.9 59.08 1.2 77.94 1.2

Diagonal 0.9 0.05 0.05556 1.05 1.47 0.99 0.9 98.46 1.2 129.90 1.2

Horizontal 0.9 0.05 0.05556 1.05 1.47 0.99 0.9 98.46 1.2 129.90 1.2

Torre 6 0.0003 0.00005 0.65 1.30 0.99 0.9 14.77 1.6 19.48 1.6

Pilote 2.7 0.05 0.01852 1.05 1.47 0.99 0.9 32.82 1.2 43.30 1.2

Tabla6:ValoresdeCMparaloselementosdeljacketparaTminyTmax

4.1.3 Resultados 

UnavezobtenidoslosparámetrosquedefinenlaecuacióndeMorison,seprocederáasuresolución.

Comoyasehaexplicado,sehanobtenido losesfuerzosdeoleajeporcadametrodealturadelaestructura,definiendolosparámetrosparacadaunadelassecciones.SeutilizanlosmayoresvaloresdeCMyCDdeloselementoscontenidosencadasección,paracalcularlascargasdeoleajemáscríticas.LosdiámetrosaincluirenlaecuacióndeMorisonseránlosdiámetrosequivalentescalculadosenelapartado“4.1.1Adaptacióndelageometría”.

Seobtienen lascargasdeloleajepara todas las fasesdeloleajeyel límite inferiorysuperiordelperiodoaparente.

En la figura 47 se representan los valoresmáximos de cargas de oleaje que se hanconseguidoparaellímitedelperiodosuperior,ydelinferior,representadosporcadametrodeprofundidad,quesecorrespondenenlosdoscasosconlafaseφ=0deloleaje.

Sepuedeobservarcomolasmayoresvelocidadesycorrientesenlasuperficie,suponenmayorescargasdeoleaje,comoeraesperable.Tambiénsecumplequeparaellímiteinferiordelperiodoaparentelascargassonmayoresensuperficiequeenelcasodellímitesuperiordelperiodo,yenelfondoesalrevés,asícomoloeranlasvelocidadesdebidoaloleaje,representadoenlaFigura41.

TFGDanielBoladoFernández

‐62‐

Figura47‐Cargasdeoleajemáximasparacadalímitedelperiodo

Como se puede comprobar, se producen saltos en el valor de las fuerzas del oleajecoincidiendo con los cambios de sección, correspondiéndose mayores cargas conmayoresdiámetrosequivalentesdelasección.Elgransaltoqueseproduceenelgráficocoincideconlacotaenqueseencuentranloselementoshorizontalesaumentandoengranmedidalascargas.

LaFigura48representalosmomentosocasionadosporlasfuerzasmáximasdeoleaje.

Figura48‐Momentosdebidosalascargasdeoleajemáximas

‐50

‐40

‐30

‐20

‐10

0

10

0 100 200 300 400 500 600 700 800

z (m

)

F (KN)

Cargas Oleaje Tmin Cargas Oleaje Tmax

‐50

‐40

‐30

‐20

‐10

0

10

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000

z (m

)

M (KN∙m)

Momento Tmin Momento Tmax

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‐63‐

Porúltimo,enlaTabla7seprocederáaincluirlacargayelmomentototalessobrelaestructura en el peor caso, que se corresponde con el caso de las cargas de oleajemáximasparael límite inferiordelperiodoaparente.Esta informaciónsenecesitarámásadelantepararealizarundiseñobásicodelospilotes.

Cargasdeoleajemáximas

Alturadeoladediseño(m) 14,80

Periodo(s) 15,01

Fuerzatotal(KN) 8.322

Momento(KN∙m) 217.955

Tabla7–Cargasdeoleajemáximas

 

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‐64‐

5. Otras cargas de diseño 

Lascargasdeoleajesonvitalesparaelanálisisestructuralde lapiezadetransición,pero tambiénesnecesariocalcularotrascargasqueactúansobre laestructurapararealizaruncálculopreciso.Además,estascargasseutilizarántambiénparaeldiseñobásicodelospilotes.

Estascargassedividenencargasasociadasaljacket,queincluyensupesoyelempujehidrostáticoalqueestásometido;ylascargasasociadasalgenerador,queincluyenelpesodelaerogeneradorylascargasdelvientosobreelaerogenerador.

5.1 Cargas asociadas al jacket 

5.1.1 Peso 

ParaobtenerlascargasasociadasaljacketsehaprocedidoarealizaruncálculoenExcelqueluegosehaverificadointroduciendolageometríadeljacketenMIDAS,obteniendolasreaccionesquerepresentanelpeso.

PararealizarelcálculoconExcelsehadefinidoelnúmerodeelementostotalesdecadasección en la estructura y su longitud. Sabiendo que, los elementos tubularesprincipalescuentanconundiámetrode1.300mmyunespesorde40mm,mientrasqueloselementossecundariostienen700mmdediámetroy30mmdeespesor.Porúltimo,seconsideraquelospilotessobresalen5mdelfondoycuentanconundiámetrode2,5myunespesorde50mm.Seobtieneunvolumentotaldejacketde58,65m³.

AsumiendoqueelmaterialquesevaaemplearparalaconstruccióndeljacketesaceroestructuralS235conunadensidadde7.850kg/m³,seobtieneunpesode4515,02KN.

Elmodelo deMIDAS define los elementos de la jacket como elementos tipo BEAM,dondeserespetalosdiámetrosyespesoresdeloselementos.ElmodeloserepresentaenlaFigura49,yvalidaelpesoanteriormenteobtenido,yaqueseobtieneunareacciónde4517KN,unvalormuypróximoalvalorde4515KN,obtenidoenelcálculoconlahojadeExcel.

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‐65‐

Figura49–ModeloMIDASdeljacketparaverificarpeso

5.1.2 Empuje hidrostático 

ElprincipiodeArquímedesesunprincipiofísicoqueafirmaqueuncuerposumergidoenunfluidoexperimentaunempujeverticalyhaciaarribaigualalpesodelamasadelvolumendelfluidoquedesaloja.Lafórmulaqueseutilizaes:

∙ ∙ (27)

Donde,

esladensidaddelfluido

geslaaceleracióndelagravedad

Vdeselvolumendefluidodesplazado.

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‐66‐

Elvalordelempujevaríaconlavariacióndelniveldelmar,aunqueseentiendequenodeunamanerasignificativa.Elempujeconsideradoenelproyectoeselqueseproduceenelcasodediseño,esdecir,cuandoelniveldelmaresde40mylaoladediseñode14,8mseencuentraenlafaseφ=0,casoparaelquesehanobtenidolascargasdeoleajemáximas.Eltotaldelaprofundidadconsideradaseráde47,4m.

Paraelcálculodelempujesehaobtenidoqueelementosseencuentransumergidospordebajodelos47,4m.Estoselementossehanconsideradosólidos,envezdehuecos,enestecaso,parasaberelvolumendeaguadesplazadoporlaestructura.

Sehandesplazado392,12m³quesuponen3945,33KNdeempujehidrostáticosobreeljacket,sabiendoqueladensidaddelaguasegúnlascondicionesmedioambientalesdelproyectoesde1026kg/m³ygestomadocomo9,806m/s².

Se ha realizado el modelado deMIDAS, de forma análoga al cálculo del peso, peroutilizandoelementossólidos,obteniendo3941KN.

5.2 Cargas asociadas al aerogenerador 

5.2.1 Peso 

Comoyaseharecogidoen laTabla2,enelcapítulo“3.4Descripciónde la turbina”,segúnlosestudiosrealizadossobrela“NRELoffshore5‐MWbaselinewindturbine”,lamasadelrotores110.00kg,ladelagóndola240.000kg,yladelatorre347.460kg,paraunamasatotalde697.460kg.

Estamasasecorrespondeconunpesototalde6.838KN.

5.2.2 Viento 

Las cargas extremasdeviento sobre la torredel aerogenerador sehanobtenidodenuevodeestudiosrealizadossobrela“NRELoffshore5‐MWbaselinewindturbine”.

En laTabla8, se recogen losdatosmáximosde velocidaddel viento, asociada a lasmayores fuerzas que se ejercen sobre el aerogenerador tanto verticales comoverticales.Tambiénseañadeelmomentomáximoasociadoconestasfuerzasenlabasedelatorredelaerogenerador,yaquesenecesitaráestevalortantoparaeldiseñobásicodelospilotes,comoparaanalizarelcomportamientodelaestructuraconlapiezadetransiciónenelmodelodeMIDAS.

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‐67‐

Cargasasociadasalviento

Velocidadmáximadelviento(m/s) 38,40

Fuerzahorizontalmáxima(KN) 1.810

Fuerzaverticalmáxima(KN) 3.662

Momentomáximoenlabasedelatorre(KN∙m) 153.000

Momentomáximoenlabasedeljacket(KN∙m) 245.310

Tabla8–Cargasasociadasalviento

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‐68‐

6. Diseño básico de los pilotes 

En este estudio se ha decidido que la estructura jacket se colocará sobre unacimentaciónprofundadepilotes.Sehadecididooptarporunasolucióndepilotesyaque se considera que los suelos cerca de la superficiales tienen poca resistencia.También cabe recalcar que el pilotaje, es la opciónmás utilizada en las estructurasoffshoredebidoalasaltascargasalasquesesometenestasestructuras.

Sevaaprocederacalcularlasdimensionesbásicasdelospilotes,empleandounahojaExcel, de una manera sencilla para tener una idea de las cimentaciones que seríanecesarioinstalarparalaestructurajacket.

Altratarsedeundiseñobásicodelospilotes,sehaconsideradosuficienteanalizarlosestadoslimiteúltimosquepropone“PuertosdelEstado”quesecorrespondenconlascargas verticales que se ejercen sobre los pilotes, que son los más probables deproducirse.Losmodosde falloqueseestudiarán,entonces, sonelhundimientoy laroturaporarranque.

Figura50‐Formasderoturadelterrenobajounpilote

Paraeldiseñodelascimentacionesseutilizaránunosfactoresdeseguridaddecargaymaterialparaasegurarelbuenfuncionamientodelospilotesquesediscutiránenlosapartadossiguientes.

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‐69‐

6.1 Factores de carga 

Según el “Offshore Standard DNV”, se utilizarán factores de carga para mayorar ominorarlascargasqueseejercensobrelascimentacionesenelestadolímiteúltimo.

Estosvaloresrecomendadosvaríanenfuncióndesisetratadeunacargapermanente,variable,medioambientalodedeformación,ysi lacargatieneunvalorfavorable,esdecir,reducelasdimensionesdelospilotes,ounvalordesfavorable.

EnlaTabla9,sepresentandosposiblescombinacionesdefactoresdecarga(ayb)quesehandechequearparalascondicionesdecargadelcuantil98%enladistribucióndelasmáximascargasanuales,oloqueeslomismounperiododeretornode50años.

Factoresdecarga(γf)

Casodecarga/Tipodecarga

CargaFavorable/CargaDesfavorable

Permanente Variable Medioambiental Deformación

(a) 1.25 1.25 0.7 1.0

(b) 0.9/1.0 0.9/1.0 1.35 1.0

Tabla9:Factoresdecarga

Normalmenteelcaso(b)esmáscríticoparaeldiseñodelasestructurasprincipales,comoeselcasodeesteestudio,sinembargo,lanormaexigecomprobarlosdoscasosdecargaencualquiercaso,eligiendoelquereportepilotesdemayoresdimensiones.

Enesteestudio,tambiénsecompruebaqueelcasodecarga(b)esmáscríticoqueelcaso(a)

6.2 Factores de material  

Paraelanálisisdeesfuerzosefectivosquesevaarealizarsobreelestratosuperiordelsuelo,quesetratadeunaarenadensa,esnecesarioreducirlatangentedelángulodefriccióncaracterísticoporundenominadofactordecarga,γm.Paraelestudioquesevaarealizarsobreelestadolímiteúltimo,estefactortomaelvalordeγmiguala1,25,deacuerdoconlosvaloresrecomendadosporel“OffshoreStandardDNV”.

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‐70‐

De igualmanera,paradeterminar laresistenciadelpilotedediseño, frenteacargasaxiales en un caso de estado límite último, se dividirán los valores de resistenciacaracterísticosdelapila,resistenciaporpuntayporfuste,porunfactordematerialdeγmiguala1,25

6.3 Modos de fallo 

 

6.3.1 Hundimiento 

Elhundimientoeselestadoderoturamásclásicode roturade lospilotes.Lacargaverticaldecompresiónqueseejercesobrelacabezadelpilotesuperalaresistenciadelterrenoyseproducenasientosdesproporcionados.

Lacargadehundimiento(Qh)representalaresistenciadelpilotequesecomparaconlascargasverticalesatravésdeunfactordeseguridad.Qhsepuedecalcularcomounasumadelascargasdelhundimientodelapunta(Qp)ydelfuste(Qf).

6.3.1.1 Resistencia por punta 

SepartedelaexpresióngeneraldeBrinch‐Hansenqueseparticularizaparaeltipodesuelodondeseapoyeelpilote.Enestecaso, lospilotesdescansaránsobreun lechorocoso,yaqueseesperaqueelpiloteatravieselosdosprimerosestratosparareposarsobreelestratomásduro,parael cual laexpresiónpara la resistenciaporpuntaseexpresaenfuncióndesuresistenciaacompresiónsimple:

∙ (28)

Donde,

queslaresistenciaacompresiónsimple,mientrasque sedefinecomo:

∙ 0,56 ∙

1 (29)

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‐71‐

Donde,

eseldiámetrodelpilote.

Deslalongituddelpilote.

esunparámetroquedependedeltipoderocayenelcasodeesteestudiotomaelvalorde0,8paraareniscascompactas.

Enesteestudiolaresistenciaporpuntaserámuypequeñacomparadaconladefricción,debidoaquelospilotessonprofundos,perodeundiámetroreducido,relativamente.

6.3.1.2 Resistencia por fuste 

Lacargadefustesecalculaenfuncióndelapresióndehundimientoporfustemediantelaexpresión:

∙ ∙ ∙ (30)

La condiciónderoturaqueseplanteaes ladeMohr‐Coulomb,quepara la interfasepilote‐terreno,sedefinecomo:

′ ∙ (31)

Donde,

aeslaadherencia.

eselánguloderozamiento.

′ es la tension efectiva horizontal que se puede obtener multiplicando latensiónverticalporelcoeficienteK,llamadocoeficientedeempuje.

Alemplearestacondiciónderotura,sepuedeobservarquelacargadefusteaumentalinealmenteconlaprofundidad,sinembargo,estonoesmuyrealistayaquelosvalores

TFGDanielBoladoFernández

‐72‐

observadosenlosmejoressuelossoloalcanzanpfde1kp/cm².Asípues,seestablecerácomolímite1kp/cm²paraelcálculodelaresistenciadefuste.

La resistencia por fuste también dispone de una formulación más simplificadadependiendodelsueloquerodeeelpilote.

Enelcasodeafectaraarenas,comoenelprimerestratodelsuelodediseño,sepuedesimplificar la ecuación 31, eliminando el término a, ya que la cohesión en suelosgranularespuededespreciarse.

Elángulo puedesimplificarsecomounterciodelánguloderozamientointerno,yaqueseemplearáunpilotemetálicomuyliso.

Elcoeficientedeempuje,K,estámuy influidopor la formaen laqueseejecutan lospilotes,paraelproyectosetomaráelvalordeKiguala1,0,quesecorrespondeconuncasoenelquehayarenasueltaysehincaelpiloteenvezdeperforar.

Enelcasodefusteenrocas,comosonlosdossiguientesestratosdelsuelo,seprocedeaconsiderarunacargaporfusteiguala:

120

∙ (32)

6.3.2 Arranque  

Elarranqueeselotroestadoderoturaaconsiderar.Enestecaso,lacargaverticalqueseejercesobre lacabezadelpiloteesdetracciónycuandosupera laresistenciadelterrenoseproduceellevantamientodelpilote.

Laresistenciadearranquedeunpiloteindividualesigualalaresistenciaporsufustesincontarlaresistenciaporpunta.Según“PuertosdelEstado”,laresistenciaporfusteenarranque,deacuerdoconlasexperiencias,esmenorquelaresistenciaporfusteacompresión.

Afaltadeensayosoexperienciasquedemuestrenlocontrario,ovaloresmásprecisos,se tomará como resistencia por fuste a arranque, la mitad del valor obtenido paracargasdecompresión.

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‐73‐

6.4 Dimensiones del pilote 

Enelestadoactualdelaestructura,sesuponelapiezadetransiciónnotienemasaparaeldiseñobásicode lospilotes, yaqueelpesode lapieza se resolveráenapartadosposteriores.

LascargasconsideradasporpiloteenlapeorcondiciónserecogenenlaTabla10,dondeseespecifica,asímismolosfactoresdecargasquesevanaemplear.

Elpesodelaestructuraenglobalasumadelpesodeljacket,yelaerogenerador,ademásdelapartedelospilotesquesobresalendellechomarino,delamismaforma,elempujedel jacket, comoseha indicaencapítulosanteriores, también incluyeelpesode lospilotesporencimadelfondodelmar.Estevalorsemultiplicaporuntercioparaobtenersuvalorporpilote.Lafuerzadevuelcorepresentalafuerzaverticalquesustituyeelmomentoejercidoenlabasedelaestructuracuandoeljacketvuelcasobreunpiloteenel casodel hundimiento, y sobredospilotesen el casodel arranque.Esta fuerza seobtienesumandolosmomentosqueocasionaeloleajeylascargasdevientoenlabasedeljacket,yluegosedivideporlaalturadeltriánguloimaginarioqueformanlastrespatasdelaestructura.

Lamaneradeobtenerelvalordelafuerzadelvientoeselexplicadoenelcapítulo“5.2.2Viento”expresadoporfuerzaverticalmáxima,queigualquelospesosyelempuje,sedivideentretresparaobtenerelvalorporpilote.

Casodecarga/Cargas(KN)Peso

EstructuraEmpujeJacket

Fuerzavuelco

Fuerzaviento

3.784 1.315 21.397 1.221

(a)Favorable 1.25 1.25 0.7 0.7

Desfavorable 1.25 1.25 0.7 0.7

(b)Favorable 0.9 0.9 1.35 1.35

Desfavorable 1.0 1.0 1.35 1.35

Tabla10:Cargasporpiloteyfactoresdecarga

Enelcasodelaroturaporhundimiento,lascargasdelpesodelaestructura,lafuerzadevuelcoylafuerzadelviento,sonfuerzasdesfavorables,mientrasqueelempujedeljacketeslaúnicafuerzafavorable.

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‐74‐

En el caso de fallo por arranque, el empuje del jacket y la fuerza de vuelco sonfavorables,mientrasquelafuerzadevientoyelpesodelaestructurasonlascargasdesfavorables.

Eldiámetroque sevaautilizaresde2,5m,yaqueesel valormás comúnpara lassolucionesadoptadasparaelperforadoderoca.Porlotanto,laúnicavariabledelascimentacioneseslaprofundidadquealcanzalacimentación.

EnlaFigura51,serepresentaelfactordeseguridaddelascimentacionesenfuncióndelalongituddelospilotes,enlosmodosdefallodehundimientoyarranque.Estefactorde seguridad se define como el cociente de las fuerzas verticales sobre el pilote,mayoradas por los factores de carga, γf, y las cargas de hundimiento o arranque,dependiendo delmodo de fallo a estudiar, que han sido reducidas por el factor dematerial,γm.

Este factor de seguridad será aceptable tomarlo como 1 para asegurar el correctofuncionamiento de las cimentaciones, ya que ya se han aplicado anteriormente losfactoressobrelascargasylaresistenciadelpiloteparacertificarlaintegridaddelascimentaciones.

Figura51–Factordeseguridadparalosmodosdefallo,casodecarga(a)y(b)

EnlaFigura51,sepuedeobservarqueelcasodecarga(b)esmáscríticoqueelcaso(a),comoeradeesperar,yaquelasmayorescargassobrelospilotesestánasociadas

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

15 25 35 45 55 65 75 85 95 105

Factor de segu

ridad

Longitud del pilote (m)

Hundimiento caso de carga (a) Hundimiento caso de carga (b)

Arranque caso de carga (a) Arranque caso de carga (b)

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concargasmedioambientales,yenelcasodecarga(b),estascargasseaumentanun35%mientrasqueenelcaso(a)lascargasmedioambientalessereducenun30%.

Destacar que el fallo por arranque es más restrictivo para estas condicionesmedioambientales,yaquelaresistenciaporfustesevereducidaalamitadenelcasoquelasfuerzasaxialessobreelpiloteseanfuerzasdetensión.

Lapropuestafinaldelalongituddelpiloteesde95m,contandolos5mquesobresalendel lechomarino,parasatisfacerelmodode fallomáscríticoqueenestecasoesalarranqueenelcasodecarga(b).

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7. Diseño de la pieza de transición 

Comosehamencionadoenestadodelarte,lapiezadetransiciónesunelementocuyodiseñodependerádelaestructurainferior,yqueseencargadetransmitirlosesfuerzosqueaparecenenlabasedelatorre.Enlaactualidad,seutilizanpiezasdetransiciónmetálicasqueencarecenlaconstruccióndeestructurasoffshore,ylimitan,enalgunoscasos,laviabilidadeconómicadelosproyectos.

Sepretendeestudiarelimpactoenlaestructurajacketdesustituirestacomplejapiezametálicaporunapiezadehormigónmássencillaybarata.

Paraelanálisisestructuralsepartirádeunageometríapropuestadepiezadetransiciónyseestudiaráqueimpactosuponevariarlamasadelelemento.

Elanálisisestructuralquesevaarealizarsobreelimpactodelapiezadetransiciónenlaestructurajacket,sevaadividirprincipalmenteenunanálisisdelavariacióndelosesfuerzos axiales sobre los elementos de la estructura, un análisis dinámico paraverificarsilaestructurapudieraentrarenresonancia,yunanálisissobrelavariación,enestecaso,enlascimentacionesquepodríaocasionarimplementarestapieza.

Se va a utilizar el softwareMIDAS para realizar estas comprobaciones, volviendo autilizarademáslahojaExcelparaverlosimpactossobrelascimentaciones.

Yaqueexceptoelprimerestratodelsuelo,elsueloesrocoso,seconsideraqueempotrarlaestructuraesunabuenaaproximacióndelcomportamientorealdelsuelo.

7.1 Definición del modelo en MIDAS 

Enestecapítulo,sevaaexponercomosehadefinidoelmodelodeMIDAS,incluyendolaestructuraylascargasquevanaactuarsobreeljacket.

7.1.2 Geometría Jacket 

ParamodelarloselementostubularesdelaestructurasehanutilizadoelementostipoBEAM, respetando los diámetros y los espesores especificados en este estudio y elmaterialdeloselementos,aceroestructuralS235.Lasunionesentreloselementosse

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han supuestonodos,para simplificar elmodelo, conociendoqueel comportamientorealnodistademasiadodeestaaproximación.

Sehacalculadoelpeso,obteniendolasreaccionessobrelosapoyos.ParaasegurarsedelaexactituddelmodelosehacomprobadoelpesoconelpesoobtenidoempleandolahojadeExcel.

7.1.3 Empuje hidrostático 

Elempujehidrostáticodelaestructurasehaconsideradocomounafuerzalinealmentedistribuidaalolargodeloselementossumergidoscondistintosvaloresdependiendodelelementoafectado.LosvaloresutilizadossehanobtenidoconlahojaExcel,siendoigualesalpesodelamasadelvolumendelfluidoquesedesplazapormetrolineal.

Losvaloresobtenidosparamodelizarelempujeson13,02KN/mparaloselementosprincipales,3,77KN/menloselementossecundariosy48,13KN/menelcasode lapartedelospilotesqueemergedellechomarino.

Figura52‐RepresentacióndelempujeenMIDAS

7.1.4 Cargas de oleaje 

Sehadecididoporotroladodefinirlascargasdeloleaje,anteriormenteobtenidasenelcapítulo“4.Cálculodelascargasdeoleaje”,mediantecargasnodalessobrelosnodosde loselementosdiscretizadosyaquesecorrespondecon la formaen laquesehanobtenidolascargasmediantelaecuacióndeMorison,porunidaddeestructura.

Las cargasobtenidasporunidaddeestructuraen lahojaExcel simplemente sehandivididoporloselementosporunidaddeestructura,sinimportareltipodeelementoafectado.

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7.1.5 Carga de viento 

LascargasdevientoempleadasenMIDASsonlasobtenidasenlaTabla8,enelcapítulo“5.2.2Viento”:1.810KNlafuerzahorizontalmáxima,yunmomentomáximoenlabasedelaturbinade153.000KN∙m.

Sehadecididoquelascargasdevientoseapliquencomounacarganodalyunmomentoenlapartesuperiordelapiezadetransición,querepresentalauniónidealizadaentrelatorredelaerogeneradorylapiezadetransición.

7.1.6 Aerogenerador 

Elaerogeneradorsedivideenlamodelizacióndelatorre,elrotorylagóndola.Esteapartadosuponeunaampliacióndeloexpuestoenelcapítulo“3.4Descripciónbásicadelaturbina”.

Enelestudiode losesfuerzosaxialesbastarácon incluirelpesodelaerogenerador,comounafuerzapuntualsobrelapartesuperiordelapiezadetransición,sinembargo,paraelcálculodinámicoesnecesariorealizarunmejormodeladodelaerogenerador,paradescribirladistribucióndelasmasas.

Latorresehamodelizadoconlosdatosdelatorreterrestredela“NREL5‐MWbaselinewindturbine”,quesehanempleadoenelestudio“DOWEC”,quetieneundiámetroenlabasede6m,yundiámetrosuperiorde3,87m.

Elespesordelatorredereferenciaesvariable,partiendodelos27mmenlabasehastalos19mmen lapartesuperior.Esteespesorsehadecididoaumentarun30%paraaumentarlaresistenciadelatorre,yaqueenelaerogeneradoroffshoretieneunacargamayorsobrelatorrequeenelcasodelaturbinadel“DOWEC”.Finalmenteseobtieneunespesorvariabledesdelos35mmhastalos25mm.

Latorrecuentaconunaalturatotalde87,6m,situándoseelcentrodemasasa38,23mdelabasedelatorre.

ElmaterialempleadotieneunmódulodeYoungde210GPa,unmódulodecizallade80,8GPa,yunadensidadefectivade8.500kg/m,queincluyeladensidaddelacerode7.850kg/m,máselpesode lapintura, tornillos, soldaduras,pinturasybridasde latorre.

LamodelizacióndelatorreserealizaráempleandounavigacónicaenMIDAS.

Elrotorylagóndolasesustituyeporunelementoqueenglobelamasadelosdospartesdel aerogenerador, y que permita colocar el centro de gravedad de este elemento

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‐79‐

coincidenteconel centrodemasasdel rotor,y lagóndola.El centrodegravedadseestablece1,5mporencimadelapartesuperiordelatorre.

7.2 Pieza propuesta 

Paraestudiarlaviabilidadestructuraldeinstalarunapiezadetransicióndehormigón,sedecideplantearunapiezabásicadehormigónquepermitalaunióndelatorreconlaestructurajacket.

Laslimitacionesdeestapiezasonlasdeintentarconseguirlapiezademenorvolumenposible,dejandoholgurasdeunmetroalrededordelaunióndelapiezaconlaspatasdeljacketydosmetrosalrededordelabasedelatorre,paraevitarexcesivosesfuerzosenlazona.

Tambiénseconsideranecesariodisponerde1,5mdealturaenlapiezadetransiciónenlaunióndeloselementosparaasegurarsuficientesuperficieparalacorrectafricciónentreelhormigónyelacero.Enelcasodelauniónconlatorresenecesitan2,5mparalajauladepernosdelatorre,dejando0,5mdeseguridad.

Sehadecididoplantearunpesoespecíficodelhormigóndelapiezade25KN/m³,quees un valor normalmente empleado en piezas de hormigón armado en estructurasoffshore.

Conestoscondicionantes,seplanteandosalternativassimilaresdepiezadetransiciónquesehanmodeladoenAutoCADyserepresentanenlaFigura53.

Figura53‐Alternativasdepiezadetransición

Enesteestudiosehadecididoelegir laalternativa1,yaqueescapazdecumplir lascondicionesinicialesconmayoreficiencia,esdecir,conunmenorvolumen.

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Figura54–Vistasdelapiezadetransiciónescogida,cotasenm

Figura55–ModeladodelapiezadetransiciónMIDAS

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Además,sepuedeapreciarqueelcambiovariabledecantorealizaunaunióncon lapartedemayoralturaenunplanodemayoráreaenlaalternativa1queenelcasodelaalternativa2,reduciendolaposibilidaddegrandesesfuerzospuntuales.

Porúltimo,sugeometríamássencillapodríafacilitarsuconstrucción.

ElmodeloenMIDAShasidorealizadoconelementostipoPLATE,Figura55.

7.3 Cálculo de esfuerzos axiales 

En el cálculo de los esfuerzos axiales se va a estudiar el impacto que supone lainstalacióndeunapiezadetransicióndegranpeso,sobrelaestructurajacket.Sevaaanalizarelpeorcasodecargaposible,paraanalizarsilaestructuraescapazderesistirlosnuevosesfuerzosaxiales.Enestecaso,lascargasdeloleajeylascargasdevientoestán alineadas y direccionadas de modo que actúan en el jacket haciendo que laestructuratiendaavolcarsobreunapataquesoportagrandesesfuerzosacompresión,representación,Figura56.Esteeselpeorcasoparaelanálisis,yaquelamayordemandaaxil va a ser a compresión, y el peso de la pieza de transición incrementará lacompresiónsobrelaspatas.

Figura56‐Casodecargaextremo

Cargasdeviento

Cargasdeoleaje

Momentoviento

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Comoyasehamencionadoanteriormenteenestecaso,paraelestudiodelosesfuerzosaxilessehadecididoquelaturbinasesustituyaporunafuerzapuntual.

Sevaa analizareneste casoextremo la variaciónde los esfuerzos en funciónde lavariación de la masa de la pieza de transición. Se considera la masa de la piezapropuestadereferencia,850toneladas,yseanalizaelcasodeunapiezadesdeel50%delamasadereferenciahastael150%.Parasimularestecambiodepesos,seprocederáarealizaruncambiode“densidadequivalente”delapiezaparavariarlamasa.Tambiénseverálosesfuerzosalosqueestaríansometidaslaspatasdeljacketenelcasodequenosecolocaráestapieza.

Figura57‐Máximoesfuerzoaxilenlaspatasdeljacketsegúnmasa

ComosepuedeapreciarenlaFigura57,seproduceunaumentodelosesfuerzosaxilesdesdeun6,7%aun20,4%,respectoalastensionessinpiezadetransición.Encualquiercaso,sepuedeapreciarqueinclusoparaelcasodeunapiezadetransiciónconun150%delamasadelapropuestalastensionessemantienenmuylejosdellímiteelásticodelacero estructural, que se supone de 235N/mm². En el peor de los casos, lamayortensiónesun68,08%del límiteelástico, suponiendoun factordeseguridadparaelcomportamientoelásticode1,47.

0.5

0.55

0.6

0.65

0.7

0.75

50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

σ/σ

e

% de la masa de la pieza propuesta 

Max esfuerzo axil Max esfuerzo axil sin pieza transición

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7.4 Comprobación dinámica 

Otroanálisisquesevaarealizarsobrelaestructurajacketenrelaciónconelimpactodelapiezadetransicióneslacomprobacióndelcorrectofuncionamientodinámicodelaestructura.

Sevaacomprobarquelafrecuencianaturaldelaestructuranoentraenresonanciaconlascargasdeloleaje,niconlarotacióndelaspalasdelaerogenerador,loqueprovocaríaunaamplificacióndelascargas.Sevaaestudiarelcambioenlafrecuencianaturaldelaestructuradebidoalamasadelapiezadetransiciónintroducidaenelsistema.

Lafrecuencianaturalofrecuenciapropiadeunaestructuraeslafrecuenciaasociadaalmovimientoarmónicodelaestructuraaldesplazarlamismarespectosuposicióndeequilibrioestáticoencadaunodesusgradosdelibertad.Acadagradodelibertad,lecorrespondeunmodonaturaldevibración.

Figura58‐Modosnaturalesdevibración

Enesteestudio,seestudiaráelimpactodelmodo1yelmodo2,quesonlosmodosmásdominantesenlasestructuraseólicas.

ParaellosevaautilizarunmodeloenMIDAS,delqueseobtienendirectamenteestosmodos.Elcoeficientedeamortiguamientodelapiezadetransiciónsetomacomoun5%parahormigónarmado,un1%paralatorremetálica,yun2%paralagóndolaylaspalas.

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Comoenelcasodelosesfuerzosaxiles,seestudiaelefectodevariarlamasadelapiezapropuestadeun50%aun150%.Tambiénseestudiaelcasoenelqueelpesodelapiezaesdespreciableyenelquelatorreestedirectamenteempotrada,paracomprobarlavalidezdeloscálculosobtenidos.

Lafrecuencianaturalobtenidaparalaturbinaesde0,328Hzenelmodo1,y2,874Hzparaelmodo2,queequivalenaperiodosde3,048sy0,348s,respectivamente.

Figura59‐Obtencióndelafrecuencianaturaldelaturbina

De manera análoga al cálculo de los esfuerzos axiles, se va a incluir una figura acontinuación que analiza la variación de la frecuencia natural de la estructura enfuncióndelavariacióndelamasadelapiezadelaestructurajacket.

Figura60‐Frecuencianaturaldelaturbinasegúnmasa

0.0000

0.5000

1.0000

1.5000

2.0000

2.5000

50 70 90 110 130 150

Frecuen

cia natural (Hz)

% de la masa de la pieza propuesta

Modo 1 jacket Modo 2 jacket

Modo 1 sin pieza de transición Modo 2 sin pieza de transición

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‐85‐

Comosepuedeapreciarenlafigura, lafrecuencianaturaldelaestructurasereducecuandoseaumentalamasa.Estoimplicaquelaestructuratieneuncomportamientomásrígido.Lafrecuencianaturaldelaestructuraoscilade0,278Hza0,277Hzenelmodonaturaldevibración1,yde1,745Hza1,287Hzparaelmodo2.

Unavezobtenidaslasfrecuenciasnaturalesdelaestructura,seprocedeacomprobarsila inclusiónde lapiezade transiciónpuedeprovocarque la estructura se someta aresonanciaconlascargasdeloleajeolaturbina.

Lasfrecuenciasdeloleajemáspeligrosasyquepuedensuponerunproblemasientranenresonanciasonlasolasdediseño.Enesteestudio,sehadecididoserconservadoreincluirlosperiodosdelasolasderetornodesde1a50años.Losperiodospicoparaesosoleajesvandesdelos10,8shastalos18s,segúnlainformaciónmeteoceánicadequesedispone.Estosperiodosestánasociadosconunrangodefrecuenciasdesdelos0,093Hza los0,056Hz,queenningún caso se asemejaa los valoresde frecuenciaobtenidosparalaestructura,luegonoseproduciráresonanciaconlosgrandesoleajesdelalocalizacióndelestudio.

Elotroaspectoaanalizareslaposibleresonanciaconelgirodelrotor.Seconoceporestudiosanterioresrealizadosenlaturbina,quelasvelocidadesalasquegiralaturbinaoscilan entre 6,9 rpm, velocidad nominal mínima, y 12,1 rpm, velocidad nominalmáxima.

Para analizar una posible resonancia con la turbina es importante analizar tresfrecuenciasdistintasqueson1P,3Py6P.Sielperiodonaturaldenuestraestructuraseacercademasiadoacualquieradeestasfrecuencias,laintegridaddeloscomponentesdelaturbinapuedeverseafectada.

Figura61‐Frecuenciasrelevantesdelaturbina

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Lafrecuencia1P,defineelnúmerodevecesqueunapaladaunavueltacompletaporsegundo.Lafrecuencia3Peslainversadeltiempoquetardaunapalaenrotarhastalaposiciónanteriordelapalasiguiente.Lafrecuencia6Peslamitadde3P.

Acontinuación,amododeresumenseexponenlosrangosquepuedenalcanzarestasfrecuenciasconocidalavelocidadangularquedesarrollanlaspalas.

Figura62‐Frecuencias1P,2Py3P

Paraestecaso,losvaloresdefrecuenciaenlazonaoperativasonpara1Pde0,115Hza0,202Hz,para3Pde0,346Hza0,606Hzypara6Pde0,692a1,212Hz.Igualqueenelcasodel oleaje, las frecuenciasnaturalesdevibraciónde la estructura tantoparaelmodo1comoparaelmodo2,seencuentranfueradeesosrangos.

Sinembargo,cabedestacarqueelmodonaturaldevibración2,síqueseacercaalvalorderesonanciadelafrecuencia6Palaumentarlamasadelapiezadetransición.

7.5 Efecto sobre las cimentaciones 

Sequierecomprobarfinalmentequevariacionespuedeproducirlaincorporacióndelapiezadetransiciónenlasdimensionesdelospilotes,paraelcasoespecíficodesueloestudiado.Enestecasosevolveráaprocederarealizarunestudiodelavariacióndelamasadelapiezadesdeel50%hastael150%.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 2 4 6 8 10 12

Frecuen

cia (Hz)

Velocidad del rotor (rpm)

1P 3P 6P Zona operativa

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Se volverá a realizar un cálculo básico de los pilotes necesarios para la estructurausandolamismametodologíaqueenelcapítulo“6.Diseñobásicodelospilotes”.Enestecasosecalcularácomovaríanlasdimensionesdelpilote,manteniendoconstanteelfactordeseguridadiguala1paraelcasodecargayfallomásrestrictivoy2,5mdediámetrodelospilotes.

Secompruebaquedenuevoelcasodecargamásdesfavorableesel(b)yelmododefalloesdebidoalarranquedelpilote.

Figura63‐Longituddelpilotesegúnmasadelapiezadetransición

Comosepuedeapreciarenlafigura,enestecasoenelqueelmododefallodelospiloteses de arranque, la longitudnecesaria de los pilotes se reducehasta enun15%. Sinembargo,enelcasodequeelmododefallofueraporhundimiento,lasdimensionesdelpilotepasaríandeserde62mdelongituda70menelcasodelapiezadetransiciónmáspesada,un11,4%devariación.Porlotanto,esimportantedefinirbienlasfuerzasqueafectanalascimentaciones,parasabersielpesodelapiezadetransiciónperjudicaobeneficiaelcomportamientodeloscimientosdelaestructuraencadacaso.

7.6 Conclusiones 

Despuésdeanalizarelefectodeinstalarunapiezadetransicióndehormigónsobreunaestructura jacket,seconcluye,quepara lascondicionesmetaoceánicasygeotécnicas

76

78

80

82

84

86

88

90

92

50 70 90 110 130 150

Longitud del pilo

te (m)

% de la masa de la pieza propuesta

Longitud del pilote Longitud del pilote sin pieza

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dadas, la estructura jacket de diseño puede resistir las cargas de oleaje demaneraelástica,ynoentraráenresonancianiconeloleajeniconelrotordelaturbina.

Encuantoalefectosobrelascimentaciones,cabedestacarqueelpesodelapiezadetransiciónaumentaráoreducirá lasdimensionesde lacimentacióndependiendodelmododefallo,yaqueelpesodelaestructuraesunacargafavorableenelarranqueydesfavorableenelhundimiento.

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Structural Systems: Offshore.http://www.engr.mun.ca/~sbruneau/teaching/8751ocean/15A_8_Fabrication.pdf

Colbrandt,B.OffshoreWindfarm.https://www.slideshare.net/Greenbridge/benjamin‐colbrandt‐cpower‐offshore‐windmolenpark

C‐Power.Jackets.http://www.c‐power.be/index.php/technology/jackets

Groundsure.OffshoreWindTurbines–Howdoyou installawindturbineoutatsea?https://www.groundsure.com/blogs/offshore‐wind‐turbines

Inboundlogistics. Transporting Wind Turbines: An Oversized Challenge.http://www.inboundlogistics.com/cms/article/transporting‐wind‐turbines‐an‐oversized‐challenge/

Ms‐enertech. Cimentaciones eólicas. http://www.ms‐enertech.com/es/civil‐engineering/wind‐turbine‐foundations/Jumbo. Offshore Wind Farm Installation with a Heavy Lift Vessel on DP A proventechnology. http://www.all‐energy.co.uk/__novadocuments/30382?v=635060411903970000

Bauer.http://video.bauer.de/mobile/bst/Dive_Drill_Animation/index.html

Offshore platform design (2003). https://www.slideshare.net/surya3303/offshore‐structures‐presentation

Apuntes de Ingeniería geotécnica. (s.f.). Departamento Ingeniería del terreno,UniversidadPolitécnicadeCataluña.

ApuntesdeObrasmarítimas.(s.f.).DepartamentodeCienciasyTécnicasdelaguaydelmedioambiente,UniversidaddeCantabria.

TFGDanielBoladoFernández

‐93‐

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TFGDanielBoladoFernández

‐96‐

Anexo 3 – Hoja de Excel 

3.1 ‐ Cálculo de inercias 

Jacket 4 patas Jacket 3 patas

Elementos  principales  ‐ ‐

Diametro 1.1 1.3

Espesor  0.04 0.04

Distancia al centro de masas  0.53 0.63

Volumen (dz=1)  0.1332  0.1583 

Inercia sobre el eje  0.0298  0.0446 

Nº elementos 4 3

Separacion en base  12 12

Separacion  superior  23  25 

Elementos  secundarios  ‐ ‐

Diametro 0.5 0.7

Espesor  0.03 0.03

Distancia al centro demasas  0.235 0.335

Volumen  (dz=1) 0.0443 0.0631

Inercia sobre el eje  0.0049  0.0088 

Inercia elementos principales  19229 16714

Inercia elementos diagonales  16685 17243

Inercia  elementos horizontales  7453 8017

Inercia total 43367 41974

CÁLCULO  AUTOCAD 

Nombre  Elementos Dext (mm) Espesor (mm) Dint (m) 

Jacket 4 patas Principales 1100 40 1020 

Secundarios  500  30  440 

Jacket 3 patas Principales  1300  40  1220 

Secundarios  700  30  640 

TFGDanielBoladoFernández

‐97‐

DefinicióndelNombre Principales DiagonalesB‐p‐(p) p 0C‐p‐2p p 2pD‐p p 0

E‐p‐(p) p 0F‐p‐2p p 2pG‐p‐2p p 2p

Longituddelelemento

Direccion elemento Jacket4patas Jacket3patas

TIPO1

Dir eje x 12.11956522 12.14130435Direjey 12.11956522 12.14130435Oblicuo 12.11956522 12.14130435

TIPO2

Direjex 15.22826087 15.81521739Direjey 15.22826087 15.81521739Oblicuo 15.22826087 15.81521739

Longitud elemento

Elemento Jacket4 patas Jacket3patas1 0.951766304 0.9884510872 0.951766304 0.9884510873 0.951766304 0.9884510874 0.951766304 0.9884510875 0.951766304 0.9884510876 0.951766304 0.9884510877 0.951766304 0.9884510878 0.951766304 0.988451087

Longitudelemento

Elemento TIPO1 TIPO21 0.758831522 0.9884510872 0.758831522 0.9884510873 0.758831522 0.9884510874 0.758831522 0.9884510875 0.758831522 0.9884510876 0.758831522 0.9884510877 0.758831522 0.9884510878 0.758831522 0.9884510879 0.758831522 0.98845108710 0.758831522 0.98845108711 0.758831522 0.98845108712 0.758831522 0.98845108713 0.758831522 0.98845108714 0.758831522 0.98845108715 0.758831522 0.98845108716 0.758831522 0.988451087

Spatas  Inercia (m^5) 

23  43363 

25  42204 

Longitud elemento

Elemento Jacket 4 patas Jacket 3 patas

1  0.757472826  0.758831522 

2  0.757472826  0.758831522 

3 0.757472826 0.758831522

4 0.757472826 0.758831522

5  0.757472826  0.758831522 

6  0.757472826  0.758831522 

7 0.757472826 0.758831522

8 0.757472826 0.758831522

TFGDanielBoladoFernández

‐98‐

as secciones 

Horizontales  Numero  secciones  L/z

p  1  0.00

0  8  1.93

0  4  0.00

p  1  0.00

0  15  1.57 

0  17  1.66

Elementos  horizontales 

Volumen por unidad longitud  Altura del elemento Numero de elementos 

Jacket 4 patas  Jacket 3 patas  Jacket 4 patas Jacket 3 patas Jacket 4 patas Jacket 3 patas 

0.0443  0.0631  45.5 45.5 2 1 

0.0443  0.0631  45.5 45.5 2 0 

0.0443  0.0631  45.5 45.5 0 2 

0.0443  0.0631  32.5 32.5 2 1 

0.0443  0.0631  32.5 32.5 2  0 

0.0443  0.0631  32.5 32.5 0 2 

 

Cálculo del momento de inercia elemento horizontal dir eje x TIPO 1

Distancia c. gravedad Distancia al eje Inercia por elemento 

Jacket 4 patas  Jacket 3 patas  Jacket 4 patas Jacket 3 patas Jacket 4 patas Jacket 3 patas 

0.378736413  0.379415761  45.50157625 45.50158191 69.47238328 99.21413132 

1.136209239  1.138247283  45.51418429  45.51423521  69.51088677  99.26931517 

1.893682065  1.897078804  45.53938989  45.53953127  69.58789376  99.37968288 

2.651154891  2.655910326  45.57717216 45.57744903 69.70340425 99.54523444 

3.408627717  3.414741848  45.62749985 45.62795702 69.85741823 99.76596984 

4.166100543  4.17357337  45.69033151  45.6910135  70.0499357  100.0418891 

4.92357337  4.932404891  45.76561564  45.7665666  70.28095667  100.3729922 

5.681046196  5.691236413  45.85329089 45.85455454 70.55048114 100.7592792 

 

Cálculo del momento de inercia elemento horizontal dir eje x TIPO 2

Distancia c. gravedad  Distancia al eje  Inercia por elemento 

Jacket 4 patas  Jacket 3 patas  Jacket 4 patas Jacket 3 patas Jacket 4 patas Jacket 3 patas 

0.475883152  0.494225543  32.50348389 32.50375761 44.54559275 65.95163601 

1.427649457  1.48267663  32.53134155 32.53380288 44.62197457 66.07360277 

2.379415761  2.471127717  32.58698543  32.59381034  44.77473819  66.31753628 

3.331182065  3.459578804  32.67027355 32.68361494 45.00388363 66.68343655 

4.28294837  4.448029891  32.78099521 32.80297197 45.30941087 67.17130358 

5.234714674  5.436480978  32.91887358  32.95156029  45.69131993  67.78113736 

6.186480978  6.424932065  33.08356914 33.12898658 46.14961081 68.5129379 

7.138247283  7.413383152  33.27468368 33.33479038 46.68428349 69.3667052 

 

Cálculo del momento de inercia elemento horizontal oblicuo Jacket 3 patas

Distancia c. gravedad  Distancia al eje  Inercia por elemento 

TIPO 1  TIPO 2  TIPO 1 TIPO 2 TIPO 1 TIPO 2 

0.379415761  0.494225543  45.50039548 32.50093944 99.20765349 65.93850259 

1.138247283  1.48267663  45.50355922 32.50845402 99.22144945 65.96899428 

1.897078804  2.471127717  45.50988604  32.52347795  99.24904138  66.02997766 

2.655910326  3.459578804  45.51937461 32.54600085 99.29042927 66.12145273 

3.414741848  4.448029891  45.53202297 32.57600716 99.34561312 66.24341948 

4.17357337  5.436480978  45.54782847 32.61347622 99.41459294 66.39587793 

4.932404891  6.424932065  45.56678784  32.65838235  99.49736871  66.57882807 

5.691236413  7.413383152  45.58889715 32.71069492 99.59394046 66.79226989 

6.450067935  8.401834239  45.6141518 32.77037846 99.70430816 67.0362034 

7.208899457  9.390285326  45.64254657  32.83739278  99.82847183  67.31062861 

7.967730978  10.37873641  45.67407563 32.9116931 99.96643146 67.6155455 

8.7265625  11.3671875  45.70873246 32.99323018 100.1181871 67.95095408 

9.485394022  12.35563859  45.74650998 33.08195054 100.2837386 68.31685435 

10.24422554  13.34408967  45.78740044  33.17779653  100.4630861  68.71324631 

11.00305707  14.33254076  45.83139553 33.28070659 100.6562296 69.14012996 

11.76188859  15.32099185  45.87848631 33.39061542 100.8631691 69.5975053 

Inercia en el eje  Inerciaelementohorizontal

 Jacket 4 patas  Jacket 3 patas  Jacket 4 patas Jacket 3 patas

TFGDanielBoladoFernández

‐99‐

zm Seccion e. principal 

0.5 G ‐ p‐2p 4 

1.5  G ‐ p‐2p  4 

2.5  G ‐ p‐2p  4 

3.5  G ‐ p‐2p  4 

4.5  G ‐ p‐2p  4 

5.5  G ‐ p‐2p  4 

6.5  G ‐ p‐2p  4 

7.5  G ‐ p‐2p  4 

8.5  G ‐ p‐2p  4 

9.5  G ‐ p‐2p  4 

10.5  G ‐ p‐2p  4 

11.5  G ‐ p‐2p  4 

12.5  G ‐ p‐2p  4 

13.5  G ‐ p‐2p  4 

14.5  G ‐ p‐2p  4 

15.5  G ‐ p‐2p  4 

16.5  G ‐ p‐2p  4 

17.5  F ‐ p‐2p  4 

18.5  F ‐ p‐2p  4 

19.5  F ‐ p‐2p  4 

20.5  F ‐ p‐2p  4 

21.5  F ‐ p‐2p  4 

22.5  F ‐ p‐2p  4 

23.5  F ‐ p‐2p  4 

24.5  F ‐ p‐2p  4 

25.5  F ‐ p‐2p  4 

26.5  F ‐ p‐2p  4 

27.5  F ‐ p‐2p  4 

28.5  F ‐ p‐2p  4 

29.5  F ‐ p‐2p  4 

30.5  F ‐ p‐2p  4 

31.5  F ‐ p‐2p  4 

32.5  E ‐ p‐(p)  4 

33.5  D ‐ p  4 

34.5  D ‐ p  4 

35.5  D ‐ p  4 

36.5  D ‐ p  4 

37.5  C ‐ p‐2p  4 

38.5  C ‐ p‐2p  4 

39.5  C ‐ p‐2p  4 

40.5  C ‐ p‐2p  4 

41.5  C ‐ p‐2p  4 

42.5  C ‐ p‐2p  4 

43.5  C ‐ p‐2p  4 

44.5  C ‐ p‐2p  4 

45.5  B ‐ p‐(p)  4 

0.0049  0.0088  1118.02672 1596.696988

0.002446272  0.007086561  1131.165001  0 

0.002446272  0.007086561  0  1596.703711 

0.0049  0.0088  725.5616285  1075.716591 

0.002446272  0.007086561  751.6466213  0 

0.002446272  0.007086561  0  1075.75039 

TFGDanielBoladoFernández

‐100‐

Jacket 4 patas 

separacion  distancia  I. principal  e. diagonal  dx. diagonal  d. diagonal I. diagonal  e. principal  separacion  distancia 

22.88043478  11.45113854  69.98638988  8  11.44021739 11.4511385 77.4214176 3 24.85869565  12.4394006 

22.64130435  11.41959569  69.60201335  8  10.12975543  10.2402  69.4609645 3  24.57608696  12.37925735 

22.40217391  11.4766872  70.29849909  8  8.819293478  9.1668  63.7018777 3  24.29347826  12.40134152 

22.16304348  11.62110683  72.07584712  8  7.508831522  8.2845  60.1441571 3  24.01086957  12.50521748 

21.92391304  11.84966205  74.93405743  8  6.198369565  7.6596  58.7878029 3  23.72826087  12.68887666 

21.68478261  12.1576087  78.87313001  8  4.887907609  7.3581  59.632815  3  23.44565217  12.94892472 

21.44565217  12.53909882  83.89306488  8  3.577445652  7.4194  62.6791933 3  23.16304348  13.28087519 

21.20652174  12.98765341  89.99386203  8  2.266983696  7.8351  67.926938  3  22.88043478  13.67949465 

20.9673913  13.49658751  97.17552145  8  0.956521739  8.5537  75.376049 3  22.59782609  14.13914552 

20.72826087  14.05934563  105.4380432  8  0.353940217  9.50659107 85.0265262 3  22.31521739  14.65408584 

20.48913043  14.66973471  114.7814271  8  1.664402174  10.6310975 96.8783698 3  22.0326087  15.21870433 

20.25  15.32206334  125.2056734  8  2.97486413  11.8785444 110.93158  3  21.75  15.8276854 

20.01086957  16.01120624  136.710782  8  4.285326087  13.2141598 127.186156 3  21.4673913  16.47611066 

19.77173913  16.73261537  149.2967528  8  5.595788043  14.6137895 145.642098 3  21.18478261  17.15950913 

19.5326087  17.48229678  162.9635859  8  6.90625  16.0607  166.299407 3  20.90217391  17.87386971 

19.29347826  18.25676795  177.7112813  8  8.216711957  17.5432  189.158082 3  20.61956522  18.61562831 

19.05434783  19.05300613  193.5398389  8  9.527173913  19.0530  214.218123 3  20.33695652  19.38163951 

18.81521739  19.86839453  210.4492589  8  9.407608696  19.8684  219.2215  3  20.05434783  20.16914021 

18.57608696  20.70067032  228.4395411  8  8.183229814  20.2291  232.6088  3  19.77173913  20.97571017 

18.33695652  21.54787678  247.5106856  8  6.958850932  20.7045  247.9468  3  19.48913043  21.79923281 

18.09782609  22.40832049  267.6626924  8  5.73447205  21.2869  265.2352  3  19.20652174  22.6378581 

17.85869565  23.28053377  288.8955615  8  4.510093168  21.9680  284.4743  3  18.92391304  23.48996852 

17.61956522  24.16324212  311.2092928  8  3.285714286  22.7386  305.6639  3  18.64130435  24.35414866 

17.38043478  25.05533632  334.6038865  8  2.061335404  23.5902  328.8042  3  18.35869565  25.22915826 

17.14130435  25.95584864  359.0793424  8  0.836956522  24.5143  353.8950  3  18.07608696  26.11390874 

16.90217391  26.86393253  384.6356606  8  0.38742236  25.5029  380.9363  3  17.79347826  27.00744281 

16.66304348  27.77884545  411.272841  8  1.611801242  26.5490  409.9283  3  17.51086957  27.90891682 

16.42391304  28.69993432  438.9908838  8  2.836180124  27.6459  440.8708  3  17.22826087  28.81758566 

16.18478261  29.62662311  467.7897888  8  4.060559006  28.7878  473.7639  3  16.94565217  29.73278968 

15.94565217  30.55840238  497.6695561  8  5.284937888  29.9697  508.6076  3  16.66304348  30.65394354 

15.70652174  31.49482031  528.6301857  8  6.50931677  31.1869  545.4018  3  16.38043478  31.58052661 

15.4673913  32.43547515  560.6716776  8  7.733695652  32.4355  584.1467  3  16.09782609  32.5120747 

15.22826087  33.38000872  593.7940317  0  0  0.0000  0.0000  3  15.81521739  33.44817297 

14.98913043  34.32810085  627.9972481  0  0  0.0000  0.0000  3  15.5326087  34.38844985 

14.75  35.27946464  663.2813268  0  0  0.0000  0.0000  3  15.25  35.33257173 

14.51086957  36.23384238  699.6462678  0  0  0.0000  0.0000  3  14.9673913  36.28023843 

14.27173913  37.19100206  737.0920711  0  0  0.0000  0.0000  3  14.68478261  37.23117927 

14.0326087  38.15073429  775.6187366  8  7.016304348  38.1507  992.9528  3  14.40217391  38.18514964 

13.79347826  39.11284969  815.2262645  8  5.13121118  38.8404  1036.4195  3  14.11956522  39.14192804 

13.55434783  40.07717663  855.9146546  8  3.246118012  39.6332  1083.6843  3  13.83695652  40.10131346 

13.31521739  41.04355922  897.683907  8  1.361024845  40.5229  1134.7474  3  13.55434783  41.06312319 

13.07608696  42.01185562  940.5340216  8  0.524068323  41.5033  1189.6087  3  13.27173913  42.02719078 

12.83695652  42.98193648  984.4649986  8  2.409161491  42.5682  1248.2682 3  12.98913043  42.99336434 

12.59782609  43.95368364  1029.476838  8  4.294254658  43.7114  1310.7259 3  12.70652174  43.96150502 

12.35869565  44.92698899  1075.569539  8  6.179347826  44.9270  1376.9818 3  12.42391304  44.93148566 

12.11956522  45.9017534  1122.743103  0  0  0.0000  0.0000  3  12.14130435  45.90318963 

TFGDanielBoladoFernández

‐101‐

Jacket 3 patas

I. principal  e. diagonal  dx. diagonal1  d. diagonal1  dx. diagonal2  d. diagonal2  dx. diagonal3  d. diagonal3  I. diagonal 

49.17492672  6  12.42934783  12.4394006 0 0.5 12.42934783  12.4394006  65.2047481

49.01891012  6  11.0169837  11.11862985  0.635529891  1.629078955  11.65251359  11.7486626  55.6560101

49.82555709  6  9.604619565  9.924651983  1.271059783  2.80456645  10.87567935  11.15931903  48.6310417

51.59486763  6  8.192255435  8.908594115  1.906589674  3.985609638  10.09884511  10.68815571  44.129843 

54.32684174  6  6.779891304  8.137378331  2.542119565  5.168401289  9.32201087  10.35132294  42.1524139

58.02147941  6  5.367527174  7.685073062  3.177649457  6.351964741  8.54517663  10.16218695  42.6987544

62.67878065  6  3.955163043  7.608765649  3.813179348  7.535936354  7.768342391  10.12902481  45.7688645

68.29874546  6  2.542798913  7.919332441  4.448709239  8.720149878  6.991508152  10.25335  51.3627443

74.88137384  6  1.130434783  8.574840103  5.08423913  9.904518541  6.214673913  10.52958555  59.4803937

82.42666579  6  ‐0.281929348  9.504182456  5.719769022  11.08899264  5.437839674  10.94623681  70.1218127

90.9346213  6  ‐1.694293478  10.63581828  6.355298913  12.27354164  4.661005435  11.48803602  83.2870014

100.4052404  6  ‐3.106657609  11.91223411  6.990828804  13.45814576  3.884171196  12.13823652  98.9759597

110.838523  6  ‐4.519021739  13.29178534  7.626358696  14.64279164  3.107336957  12.88043256  117.188688

122.2344693  6  ‐5.93138587  14.74555317  8.261888587  15.82746989  2.330502717  13.69968039  137.925185

134.593079  6  ‐7.34375  16.25363541  8.897418478  17.01217375  1.553668478  14.58299989  161.185452

147.9143524  6  ‐8.75611413  17.80223398  9.53294837  18.19689821  0.776834239  15.51945461  186.969489

162.1982893  6  ‐10.16847826  19.38163951  10.16847826  19.38163951  0  16.5  215.277296

177.4448898  6  10.02717391  20.16914021  0  17.5  10.02717391  20.16914021  221.65121

193.6541539  6  8.736024845  20.45893766  0.57492236  18.50893124  9.310947205  20.71095695  235.551485

210.8260815  6  7.444875776  20.87285738  1.14984472  19.53387168  8.594720497  21.31007321  251.632381

228.9606727  6  6.153726708  21.4036995  1.724767081  20.57242867  7.878493789  21.96180012  269.893896

248.0579275  6  4.86257764  22.04301843  2.299689441  21.62264025  7.162267081  22.66159901  290.336032

268.1178458  6  3.571428571  22.78168348  2.874611801  22.68288767  6.446040373  23.40515833  312.958788

289.1404277  6  2.280279503  23.61037218  3.449534161  23.751827  5.729813665  24.18844279  337.762164

311.1256732  6  0.989130435  24.51995879  4.024456522  24.82833563  5.013586957  25.00771989  364.74616

334.0735822  6  ‐0.302018634  25.50178847  4.599378882  25.91147016  4.297360248  25.85956893  393.910777

357.9841548  6  ‐1.593167702  26.54784706  5.174301242  27.00043321  3.58113354  26.74087727  425.256013

382.857391  6  ‐2.88431677  27.65084598  5.749223602  28.09454702  2.864906832  27.64882803  458.78187

408.6932907  6  ‐4.175465839  28.80424474  6.324145963  29.19323247  2.148680124  28.58088218  494.488346

435.491854  6  ‐5.466614907  30.00223123  6.899068323  30.29599221  1.432453416  29.53475788  532.375443

463.2530809  6  ‐6.757763975  31.23967628  7.473990683  31.40239699  0.716226708  30.50840836  572.44316 

491.9769714  6  ‐8.048913043  32.5120747  8.048913043  32.5120747  0  31.5  614.691498

521.6635254  0  0  32.5  0  32.5  0  32.5  0 

552.312743  0  0  33.5  0  33.5  0  33.5  0 

583.9246241  0  0  34.5  0  34.5  0  34.5  0 

616.4991688  0  0  35.5  0  35.5  0  35.5  0 

650.0363771  0  0  36.5  0  36.5  0  36.5  0 

684.536249  6  7.201086957  38.18514964  0  37.5  7.201086957  38.18514964  1050.94455

719.9987844  6  5.284937888  38.86104178  0.88742236  38.51022615  6.172360248  38.99164053  1097.40445

756.4239834  6  3.36878882  39.64339463  1.77484472  39.53985425  5.14363354  39.83349051  1148.00573

793.8118459  6  1.452639752  40.52604301  2.662267081  40.58740773  4.114906832  40.70850597  1202.74839

832.1623721  6  ‐0.463509317  41.50258836  3.549689441  41.65153413  3.086180124  41.61459489  1261.63243

871.4755618  6  ‐2.379658385  42.56656874  4.437111801  42.73099532  2.057453416  42.5497722  1324.65785

911.751415  6  ‐4.295807453  43.71159985  5.324534161  43.82465817  1.028726708  43.51216242  1391.82464

952.9899319  6  ‐6.211956522  44.93148566  6.211956522  44.93148566  0  44.5  1463.13281

995.1911123  0  0  45.5  0  45.5  0  45.5  0 

TFGDanielBoladoFernández

‐102‐

3.2 – Cálculo de volumen y empuje 

 

 

   

    Cota de cálculo de empuje 7.4

g (m/s²)  9.806 

Volumen elementos principales 

Dext 1.3

Dint  1.22 

t  0.04 

Area real  0.158 

Area flot  1.327 

Densidad Material (kg/m³)  7850

Densidad Agua (kg/m³)  1000

Peso del material (kgf/m)  1242.9

Empuje del agua (kgf/m)  1327.3

Densidad Sumergido (kg/m³)  ‐532.937

Densidad Sumergido (kN/m³)  ‐5.226

w sumergido (MIDAS) (kN/m)  13.016 

Volumenelementossecundarios

Dext 0.7

Dint  0.64 

t  0.03 

Area real  0.063 

Area flot  0.385 

Densidad Material (kg/m³)  7850 

Densidad Agua (kg/m³)  1000 

Peso del material (kgf/m)  495.7 

Empuje del agua (kgf/m)  384.8 

Densidad Sumergido (kg/m³)  1755.473 

Densidad Sumergido (kg/m³)  17.214

w sumergido (MIDAS) (kN/m)  3.774 

Elementos  principales 

Numero de elementos  3 

Cota superior (m)  11 

Cota inferior (m)  ‐35 

Inclinacion (L/z)  1.013217391 

Volumen sumergido (m³)  20.41 

Volumen emergido (m³)  1.71 

Peso + Empuje (KN)  ‐24.99 

Elementos  secundarios

Elementos  diagonal

Numelementos tipo 1 6

Cota superior (m) 11 

Cota inferior (m) 3 

Inclinacion(L/z) 1.93 

Volumensumergido (m³) 3.21 

Volumen emergido (m³)  2.63 

Peso + Empuje (KN)  ‐257.35 

Numelementos tipo 2 6

Cota superior (m) ‐3 

Cota inferior (m) ‐18 

Inclinacion(L/z) 1.57 

Volumensumergido (m³) 8.90 

Volumenemergido (m³) 0.00 

Peso + Empuje (KN)  ‐153.27 

Numelementos tipo 3 6

Cota superior (m) ‐18 

Cota inferior (m) ‐35 

Inclinacion(L/z) 1.66 

Volumensumergido (m³) 10.72 

Volumenemergido (m³) 0.00 

Peso + Empuje (KN)  ‐184.57 

Elementos  horizontales

Numelementos tipo 1 3

Cota (m) 11 

Longitud (m) 12 

Volumensumergido (m³) 0 

Volumenemergido (m³) 2.273256444

Peso + Empuje (KN)  ‐174.99 

Numelementos tipo 2 3

Cota (m) ‐3 

Longitud (m)  16 

Volumen sumergido (m³)  3.031008592

Volumenemergido (m³) 0 

Peso + Empuje (KN)  ‐52.18 

TFGDanielBoladoFernández

‐103‐

VOLUMEN TOTAL (m³)  58.65 

PESO TOTAL (KN)  ‐4515.016527 

EMPUJE TOTAL (KN)  3945.33 

PESO + EMPUJE (KN)  ‐569.69 

Volumen pilotes

Dext  2.5 

Dint  2.4 

t  0.05 

Area real  0.385 

Area flot  4.909 

Densidad Material (kg/m³)  7850 

Densidad Agua (kg/m³)  1000 

Peso del material (kgf/m)  3021.0 

Empuje del agua (kgf/m)  4908.7 

Densidad Sumergido (kg/m³)  ‐4905.102 

Densidad Sumergido (kN/m³)  ‐48.099 

w sumergido (MIDAS) (kN/m)  48.135 

Pilotado 

Numero de elementos  3 

Cota superior (m)  ‐35 

Cota inferior (m)  ‐40 

Inclinacion (L/z)  1 

Volumen sumergido (m³)  5.77 

Volumen emergido (m³)  0.00 

Peso + Empuje (KN)  277.66 

TFGDanielBoladoFernández

‐104‐

3.3 Cálculo de cargas de oleaje 

Variable  Valor  Comentario 

U0 (m/s)  2.05  Velocidad de la corriente en superficie 

Tp1 (s)  13.4  Límite inferior del periodo de pico 

Tp2 (s)  18  Límite superior del periodo de pico 

H0 (m)  14.8  Altura de ola de diseño 

d (m)  40  Profundidad 

Kc  0.99  Factor cinemático del oleaje 

α  1/7  Perfil de la corriente 

g (m/s2)  9.81  Aceleración de la gravedad en la tierra 

ρ (kg/m3)  1026  Densidad del agua 

t (m)  0.1  Crecimiento marino duro 

TFGDanielBoladoFernández

‐105‐

Tp1 

d/gT^2  0.0227

U0/gT  0.0156 

Tapp/T  1.12

Variable  Valor 

Tap1 (s)  15.01 

Tap2 (s)  19.80 

L1 (m)  261.7 

L2 (m)  365.4 

alpha 1  alpha 3  w1 

0.666  ‐0.105  0.715 

alpha 2  alpha 4  w2 

0.445  0.272  0.411 

TFGDanielBoladoFernández

‐106‐

Tp2 

0.0126 

0.0116 

1.1 

Comentario 

Límite inferior del periodo aparente de pico 

Límite superior del periodo aparente de pico 

Longitud de onda para Tap1 

Longitud de onda para Tap2 

f1(w)  L1 

1.736  261.7 

f2(w)  L2 

1.349  365.4 

TFGDanielBoladoFernández

‐107‐

H (m) 14.8 L1 (m) 261.7 T1 (s) 15.01

H/2 (m) 7.4 L2 (m) 365.4 T2 (s) 19.80

d (m) 40

Fase 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Fase 0.0000 0.3927 0.7854 1.1781 1.5708 1.9635 2.3562 2.7489 3.1416 0.0000 0.3927 0.7854 1.1781 1.5708 1.9635 2.3562 2.7489 3.1416 Fase

η (m) 7.4000 6.8367 5.2326 2.8319 0.0000 ‐2.8319 ‐5.2326 ‐6.8367 ‐7.4000 7.4000 6.8367 5.2326 2.8319 0.0000 ‐2.8319 ‐5.2326 ‐6.8367 ‐7.4000 Fase

zm (m) z' (m) z' (m) z' (m) z' (m) z' (m) z' (m) z' (m) z' (m) z' (m) U (m/s) U (m/s) U (m/s) U (m/s) U (m/s) U (m/s) U (m/s) U (m/s) U (m/s) η (m)

34.5 22.9 23.6 25.9 29.6 34.5 40.2 45.7 49.9 51.4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

33.5 22.0 22.8 25.0 28.6 33.5 39.1 44.6 48.7 50.2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

32.5 21.2 21.9 24.1 27.7 32.5 38.0 43.4 47.4 49.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

31.5 20.3 21.1 23.2 26.8 31.5 36.9 42.3 46.2 47.7 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

30.5 19.5 20.2 22.3 25.8 30.5 35.9 41.1 45.0 46.5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

29.5 18.6 19.4 21.5 24.9 29.5 34.8 40.0 43.8 45.3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

28.5 17.8 18.5 20.6 24.0 28.5 33.7 38.8 42.6 44.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

27.5 17.0 17.6 19.7 23.0 27.5 32.6 37.7 41.4 42.8 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

26.5 16.1 16.8 18.8 22.1 26.5 31.6 36.5 40.2 41.6 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

25.5 15.3 15.9 17.9 21.2 25.5 30.5 35.4 39.0 40.4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

24.5 14.4 15.1 17.0 20.2 24.5 29.4 34.2 37.8 39.1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

23.5 13.6 14.2 16.2 19.3 23.5 28.3 33.1 36.6 37.9 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

22.5 12.7 13.4 15.3 18.4 22.5 27.3 31.9 35.4 36.7 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

21.5 11.9 12.5 14.4 17.4 21.5 26.2 30.8 34.2 35.5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

20.5 11.1 11.7 13.5 16.5 20.5 25.1 29.6 33.0 34.2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

19.5 10.2 10.8 12.6 15.6 19.5 24.0 28.5 31.8 33.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

18.5 9.4 10.0 11.7 14.6 18.5 23.0 27.3 30.6 31.8 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

17.5 8.5 9.1 10.8 13.7 17.5 21.9 26.2 29.4 30.6 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

16.5 7.7 8.3 10.0 12.8 16.5 20.8 25.0 28.1 29.3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

15.5 6.8 7.4 9.1 11.8 15.5 19.7 23.9 26.9 28.1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

14.5 6.0 6.5 8.2 10.9 14.5 18.7 22.7 25.7 26.9 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

13.5 5.1 5.7 7.3 10.0 13.5 17.6 21.6 24.5 25.6 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

12.5 4.3 4.8 6.4 9.0 12.5 16.5 20.4 23.3 24.4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

11.5 3.5 4.0 5.5 8.1 11.5 15.4 19.3 22.1 23.2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

10.5 2.6 3.1 4.7 7.2 10.5 14.3 18.1 20.9 22.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

9.5 1.8 2.3 3.8 6.2 9.5 13.3 16.9 19.7 20.7 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

8.5 0.9 1.4 2.9 5.3 8.5 12.2 15.8 18.5 19.5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

7.5 0.1 0.6 2.0 4.4 7.5 11.1 14.6 17.3 18.3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

6.5 ‐0.8 ‐0.3 1.1 3.4 6.5 10.0 13.5 16.1 17.1 2.04 2.05 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

5.5 ‐1.6 ‐1.1 0.2 2.5 5.5 9.0 12.3 14.9 15.8 2.04 2.04 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

4.5 ‐2.4 ‐2.0 ‐0.6 1.6 4.5 7.9 11.2 13.7 14.6 2.03 2.04 2.05 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

3.5 ‐3.3 ‐2.8 ‐1.5 0.6 3.5 6.8 10.0 12.5 13.4 2.03 2.03 2.04 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

2.5 ‐4.1 ‐3.7 ‐2.4 ‐0.3 2.5 5.7 8.9 11.3 12.1 2.02 2.02 2.03 2.05 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1.5 ‐5.0 ‐4.6 ‐3.3 ‐1.2 1.5 4.7 7.7 10.1 10.9 2.01 2.01 2.02 2.04 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

0.5 ‐5.8 ‐5.4 ‐4.2 ‐2.2 0.5 3.6 6.6 8.8 9.7 2.00 2.01 2.02 2.03 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

‐0.5 ‐6.7 ‐6.3 ‐5.1 ‐3.1 ‐0.5 2.5 5.4 7.6 8.5 2.00 2.00 2.01 2.03 2.05 0.00 0.00 0.00 0.00

‐1.5 ‐7.5 ‐7.1 ‐6.0 ‐4.0 ‐1.5 1.4 4.3 6.4 7.2 1.99 1.99 2.00 2.02 2.04 0.00 0.00 0.00 0.00

‐2.5 ‐8.4 ‐8.0 ‐6.8 ‐5.0 ‐2.5 0.4 3.1 5.2 6.0 1.98 1.99 2.00 2.01 2.03 0.00 0.00 0.00 0.00

‐3.5 ‐9.2 ‐8.8 ‐7.7 ‐5.9 ‐3.5 ‐0.7 2.0 4.0 4.8 1.97 1.98 1.99 2.00 2.02 2.04 0.00 0.00 0.00

‐4.5 ‐10.0 ‐9.7 ‐8.6 ‐6.8 ‐4.5 ‐1.8 0.8 2.8 3.6 1.97 1.97 1.98 2.00 2.02 2.04 0.00 0.00 0.00

‐5.5 ‐10.9 ‐10.5 ‐9.5 ‐7.8 ‐5.5 ‐2.9 ‐0.3 1.6 2.3 1.96 1.96 1.97 1.99 2.01 2.03 2.05 0.00 0.00

‐6.5 ‐11.7 ‐11.4 ‐10.4 ‐8.7 ‐6.5 ‐3.9 ‐1.5 0.4 1.1 1.95 1.95 1.96 1.98 2.00 2.02 2.04 0.00 0.00

‐7.5 ‐12.6 ‐12.2 ‐11.3 ‐9.6 ‐7.5 ‐5.0 ‐2.6 ‐0.8 ‐0.1 1.94 1.95 1.96 1.97 1.99 2.01 2.03 2.04 2.05

‐8.5 ‐13.4 ‐13.1 ‐12.1 ‐10.6 ‐8.5 ‐6.1 ‐3.8 ‐2.0 ‐1.3 1.93 1.94 1.95 1.96 1.98 2.00 2.02 2.03 2.04

‐9.5 ‐14.3 ‐14.0 ‐13.0 ‐11.5 ‐9.5 ‐7.2 ‐4.9 ‐3.2 ‐2.6 1.92 1.93 1.94 1.95 1.97 1.99 2.01 2.03 2.03

‐10.5 ‐15.1 ‐14.8 ‐13.9 ‐12.5 ‐10.5 ‐8.3 ‐6.1 ‐4.4 ‐3.8 1.92 1.92 1.93 1.94 1.96 1.98 2.00 2.02 2.02

‐11.5 ‐15.9 ‐15.7 ‐14.8 ‐13.4 ‐11.5 ‐9.3 ‐7.2 ‐5.6 ‐5.0 1.91 1.91 1.92 1.93 1.95 1.97 1.99 2.01 2.01

‐12.5 ‐16.8 ‐16.5 ‐15.7 ‐14.3 ‐12.5 ‐10.4 ‐8.4 ‐6.8 ‐6.3 1.90 1.90 1.91 1.92 1.94 1.96 1.98 2.00 2.00

‐13.5 ‐17.6 ‐17.4 ‐16.6 ‐15.3 ‐13.5 ‐11.5 ‐9.5 ‐8.0 ‐7.5 1.89 1.89 1.90 1.91 1.93 1.95 1.97 1.99 1.99

‐14.5 ‐18.5 ‐18.2 ‐17.4 ‐16.2 ‐14.5 ‐12.6 ‐10.7 ‐9.2 ‐8.7 1.88 1.88 1.89 1.90 1.92 1.94 1.96 1.97 1.98

‐15.5 ‐19.3 ‐19.1 ‐18.3 ‐17.1 ‐15.5 ‐13.6 ‐11.8 ‐10.4 ‐9.9 1.87 1.87 1.88 1.89 1.91 1.93 1.95 1.96 1.97

‐16.5 ‐20.2 ‐19.9 ‐19.2 ‐18.1 ‐16.5 ‐14.7 ‐13.0 ‐11.7 ‐11.2 1.85 1.86 1.87 1.88 1.90 1.92 1.94 1.95 1.96

‐17.5 ‐21.0 ‐20.8 ‐20.1 ‐19.0 ‐17.5 ‐15.8 ‐14.1 ‐12.9 ‐12.4 1.84 1.85 1.86 1.87 1.89 1.91 1.93 1.94 1.94

‐18.5 ‐21.9 ‐21.6 ‐21.0 ‐19.9 ‐18.5 ‐16.9 ‐15.3 ‐14.1 ‐13.6 1.83 1.83 1.84 1.86 1.88 1.90 1.91 1.93 1.93

‐19.5 ‐22.7 ‐22.5 ‐21.9 ‐20.9 ‐19.5 ‐17.9 ‐16.4 ‐15.3 ‐14.8 1.82 1.82 1.83 1.85 1.86 1.88 1.90 1.91 1.92

‐20.5 ‐23.5 ‐23.3 ‐22.8 ‐21.8 ‐20.5 ‐19.0 ‐17.6 ‐16.5 ‐16.1 1.81 1.81 1.82 1.83 1.85 1.87 1.89 1.90 1.90

‐21.5 ‐24.4 ‐24.2 ‐23.6 ‐22.7 ‐21.5 ‐20.1 ‐18.7 ‐17.7 ‐17.3 1.79 1.80 1.80 1.82 1.84 1.86 1.87 1.89 1.89

‐22.5 ‐25.2 ‐25.1 ‐24.5 ‐23.7 ‐22.5 ‐21.2 ‐19.9 ‐18.9 ‐18.5 1.78 1.78 1.79 1.80 1.82 1.84 1.86 1.87 1.88

‐23.5 ‐26.1 ‐25.9 ‐25.4 ‐24.6 ‐23.5 ‐22.2 ‐21.0 ‐20.1 ‐19.8 1.76 1.77 1.77 1.79 1.81 1.83 1.84 1.86 1.86

‐24.5 ‐26.9 ‐26.8 ‐26.3 ‐25.5 ‐24.5 ‐23.3 ‐22.2 ‐21.3 ‐21.0 1.75 1.75 1.76 1.77 1.79 1.81 1.83 1.84 1.84

‐25.5 ‐27.8 ‐27.6 ‐27.2 ‐26.5 ‐25.5 ‐24.4 ‐23.3 ‐22.5 ‐22.2 1.73 1.73 1.74 1.76 1.77 1.79 1.81 1.82 1.83

‐26.5 ‐28.6 ‐28.5 ‐28.1 ‐27.4 ‐26.5 ‐25.5 ‐24.5 ‐23.7 ‐23.4 1.71 1.72 1.72 1.74 1.76 1.77 1.79 1.80 1.81

‐27.5 ‐29.5 ‐29.3 ‐28.9 ‐28.3 ‐27.5 ‐26.5 ‐25.6 ‐24.9 ‐24.7 1.69 1.70 1.71 1.72 1.74 1.75 1.77 1.78 1.79

‐28.5 ‐30.3 ‐30.2 ‐29.8 ‐29.3 ‐28.5 ‐27.6 ‐26.8 ‐26.1 ‐25.9 1.67 1.68 1.69 1.70 1.72 1.73 1.75 1.76 1.77

‐29.5 ‐31.1 ‐31.0 ‐30.7 ‐30.2 ‐29.5 ‐28.7 ‐27.9 ‐27.3 ‐27.1 1.65 1.66 1.66 1.68 1.69 1.71 1.73 1.74 1.74

‐30.5 ‐32.0 ‐31.9 ‐31.6 ‐31.1 ‐30.5 ‐29.8 ‐29.1 ‐28.5 ‐28.3 1.63 1.63 1.64 1.65 1.67 1.69 1.70 1.71 1.72

‐31.5 ‐32.8 ‐32.7 ‐32.5 ‐32.1 ‐31.5 ‐30.9 ‐30.2 ‐29.7 ‐29.6 1.60 1.61 1.61 1.63 1.64 1.66 1.68 1.69 1.69

‐32.5 ‐33.7 ‐33.6 ‐33.4 ‐33.0 ‐32.5 ‐31.9 ‐31.4 ‐31.0 ‐30.8 1.58 1.58 1.59 1.60 1.61 1.63 1.65 1.66 1.66

‐33.5 ‐34.5 ‐34.4 ‐34.3 ‐33.9 ‐33.5 ‐33.0 ‐32.5 ‐32.2 ‐32.0 1.54 1.55 1.55 1.57 1.58 1.60 1.61 1.62 1.63

‐34.5 ‐35.4 ‐35.3 ‐35.1 ‐34.9 ‐34.5 ‐34.1 ‐33.7 ‐33.4 ‐33.3 1.51 1.51 1.52 1.53 1.54 1.56 1.58 1.59 1.59

‐35.5 ‐36.2 ‐36.2 ‐36.0 ‐35.8 ‐35.5 ‐35.2 ‐34.8 ‐34.6 ‐34.5 1.46 1.47 1.47 1.49 1.50 1.52 1.53 1.54 1.54

‐36.5 ‐37.0 ‐37.0 ‐36.9 ‐36.7 ‐36.5 ‐36.2 ‐36.0 ‐35.8 ‐35.7 1.41 1.42 1.42 1.43 1.45 1.46 1.48 1.49 1.49

‐37.5 ‐37.9 ‐37.9 ‐37.8 ‐37.7 ‐37.5 ‐37.3 ‐37.1 ‐37.0 ‐36.9 1.35 1.35 1.36 1.37 1.38 1.39 1.41 1.42 1.42

‐38.5 ‐38.7 ‐38.7 ‐38.7 ‐38.6 ‐38.5 ‐38.4 ‐38.3 ‐38.2 ‐38.2 1.25 1.25 1.26 1.27 1.28 1.30 1.31 1.32 1.32

‐39.5 ‐39.6 ‐39.6 ‐39.6 ‐39.5 ‐39.5 ‐39.5 ‐39.4 ‐39.4 ‐39.4 1.07 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 1.13 1.13

Corrientes

TFGDanielBoladoFernández

‐108‐

Oleaje, Velocidades (m/s)

T1  T2 T1

0  1  2  3  4  5  6  7  8  0 1 2 3 4 5 6 7 8 0  1  2  3  4 5

0.0000  0.3927  0.7854  1.1781  1.5708  1.9635  2.3562  2.7489  3.1416 0.0000 0.3927 0.7854 1.1781 1.5708 1.9635  2.3562  2.7489  3.1416 0.0000  0.3927  0.7854  1.1781  1.5708 1.9635 

7.4000  6.8367  5.2326  2.8319  0.0000  ‐2.8319  ‐5.2326  ‐6.8367  ‐7.4000 7.4000 6.8367 5.2326 2.8319 0.0000 ‐2.8319 ‐5.2326 ‐6.8367 ‐7.4000 7.4000  6.8367  5.2326  2.8319  0.0000 ‐2.8319

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.000.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00

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0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00

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0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00

4.11  3.82  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 3.91 3.63 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.66  0.00  0.00  0.00 0.00

4.05  3.77  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 3.87 3.60 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.65  0.00  0.00  0.00 0.00

3.99  3.71  2.91  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 3.84 3.56 2.77 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.64  1.22  0.00  0.00 0.00

3.93  3.66  2.86  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 3.81 3.53 2.74 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.63  1.20  0.00  0.00 0.00

3.87  3.60  2.82  1.58  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 3.78 3.51 2.72 1.50 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.63  1.18  1.60  0.00 0.00

3.82  3.55  2.78  1.56  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 3.75 3.48 2.69 1.49 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.62  1.16  1.58  0.00 0.00

3.77  3.50  2.74  1.53  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 3.72 3.45 2.67 1.47 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.61  1.15  1.55  0.00 0.00

3.72  3.46  2.70  1.51  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 3.69 3.42 2.65 1.46 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.60  1.13  1.53  1.73 0.00

3.67  3.41  2.66  1.48  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 3.67 3.40 2.63 1.45 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.59  1.11  1.50  1.70 0.00

3.62  3.36  2.62  1.46  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 3.64 3.37 2.61 1.43 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00  0.58  1.10  1.48  1.67 0.00

3.57  3.32  2.58  1.44  0.00  ‐1.57  0.00  0.00  0.00 3.61 3.35 2.59 1.42 0.00 ‐1.50 0.00 0.00 0.00 0.00  0.58  1.08  1.46  1.64 1.59

3.53  3.28  2.55  1.42  0.00  ‐1.54  0.00  0.00  0.00 3.59 3.32 2.57 1.41 0.00 ‐1.48 0.00 0.00 0.00 0.00  0.57  1.07  1.43  1.61 1.56

3.49  3.24  2.52  1.40  0.00  ‐1.51  ‐2.93  0.00  0.00 3.56 3.30 2.55 1.40 0.00 ‐1.46 ‐2.77 0.00 0.00 0.00  0.56  1.05  1.41  1.59 1.53

3.44  3.20  2.48  1.38  0.00  ‐1.49  ‐2.87  0.00  0.00 3.54 3.28 2.53 1.39 0.00 ‐1.45 ‐2.74 0.00 0.00 0.00  0.55  1.04  1.39  1.56 1.50

3.40  3.16  2.45  1.36  0.00  ‐1.46  ‐2.81  ‐3.79  ‐4.15 3.52 3.26 2.51 1.38 0.00 ‐1.43 ‐2.71 ‐3.61 ‐3.93 0.00  0.55  1.03  1.37  1.54 1.48

3.36  3.12  2.42  1.34  0.00  ‐1.44  ‐2.76  ‐3.71  ‐4.06 3.50 3.24 2.50 1.37 0.00 ‐1.42 ‐2.68 ‐3.56 ‐3.88 0.00  0.54  1.01  1.35  1.51 1.45

3.33  3.09  2.39  1.32  0.00  ‐1.41  ‐2.70  ‐3.64  ‐3.98 3.47 3.22 2.48 1.36 0.00 ‐1.41 ‐2.65 ‐3.52 ‐3.84 0.00  0.54  1.00  1.34  1.49 1.43

3.29  3.05  2.36  1.30  0.00  ‐1.39  ‐2.65  ‐3.56  ‐3.90 3.45 3.20 2.46 1.35 0.00 ‐1.39 ‐2.63 ‐3.48 ‐3.79 0.00  0.53  0.99  1.32  1.47 1.40

3.25  3.02  2.34  1.29  0.00  ‐1.36  ‐2.61  ‐3.49  ‐3.82 3.43 3.18 2.45 1.34 0.00 ‐1.38 ‐2.60 ‐3.44 ‐3.75 0.00  0.52  0.98  1.30  1.45 1.38

3.22  2.99  2.31  1.27  0.00  ‐1.34  ‐2.56  ‐3.42  ‐3.74 3.41 3.16 2.43 1.33 0.00 ‐1.37 ‐2.57 ‐3.41 ‐3.71 0.00  0.52  0.97  1.29  1.43 1.36

3.19  2.96  2.28  1.26  0.00  ‐1.32  ‐2.51  ‐3.36  ‐3.67 3.40 3.14 2.42 1.32 0.00 ‐1.36 ‐2.55 ‐3.37 ‐3.67 0.00  0.51  0.96  1.27  1.41 1.34

3.16  2.93  2.26  1.24  0.00  ‐1.30  ‐2.47  ‐3.30  ‐3.60 3.38 3.13 2.40 1.31 0.00 ‐1.35 ‐2.52 ‐3.34 ‐3.63 0.00  0.51  0.95  1.26  1.39 1.32

3.13  2.90  2.24  1.23  0.00  ‐1.28  ‐2.43  ‐3.24  ‐3.53 3.36 3.11 2.39 1.30 0.00 ‐1.34 ‐2.50 ‐3.30 ‐3.59 0.00  0.50  0.94  1.24  1.37 1.30

3.10  2.87  2.21  1.21  0.00  ‐1.27  ‐2.39  ‐3.18  ‐3.47 3.34 3.09 2.38 1.30 0.00 ‐1.33 ‐2.48 ‐3.27 ‐3.56 0.00  0.50  0.93  1.23  1.35 1.28

3.07  2.84  2.19  1.20  0.00  ‐1.25  ‐2.36  ‐3.13  ‐3.41 3.33 3.08 2.37 1.29 0.00 ‐1.32 ‐2.46 ‐3.24 ‐3.52 0.00  0.49  0.92  1.21  1.34 1.26

3.05  2.82  2.17  1.19  0.00  ‐1.23  ‐2.32  ‐3.08  ‐3.35 3.31 3.07 2.35 1.28 0.00 ‐1.31 ‐2.44 ‐3.21 ‐3.49 0.00  0.49  0.91  1.20  1.32 1.25

3.02  2.80  2.15  1.18  0.00  ‐1.22  ‐2.29  ‐3.03  ‐3.30 3.30 3.05 2.34 1.28 0.00 ‐1.30 ‐2.42 ‐3.19 ‐3.46 0.00  0.49  0.90  1.19  1.31 1.23

3.00  2.77  2.14  1.17  0.00  ‐1.20  ‐2.26  ‐2.99  ‐3.25 3.29 3.04 2.33 1.27 0.00 ‐1.29 ‐2.40 ‐3.16 ‐3.43 0.00  0.48  0.89  1.18  1.29 1.21

2.98  2.75  2.12  1.16  0.00  ‐1.19  ‐2.23  ‐2.94  ‐3.20 3.27 3.03 2.32 1.26 0.00 ‐1.28 ‐2.39 ‐3.14 ‐3.40 0.00  0.48  0.89  1.17  1.28 1.20

2.95  2.73  2.10  1.15  0.00  ‐1.17  ‐2.20  ‐2.90  ‐3.16 3.26 3.02 2.31 1.26 0.00 ‐1.27 ‐2.37 ‐3.11 ‐3.38 0.00  0.47  0.88  1.16  1.27 1.19

2.94  2.72  2.09  1.14  0.00  ‐1.16  ‐2.17  ‐2.87  ‐3.11 3.25 3.01 2.30 1.25 0.00 ‐1.27 ‐2.35 ‐3.09 ‐3.35 0.00  0.47  0.87  1.15  1.26 1.17

2.92  2.70  2.07  1.13  0.00  ‐1.15  ‐2.15  ‐2.83  ‐3.07 3.24 2.99 2.30 1.25 0.00 ‐1.26 ‐2.34 ‐3.07 ‐3.33 0.00  0.47  0.87  1.14  1.25 1.16

2.90  2.68  2.06  1.12  0.00  ‐1.14  ‐2.12  ‐2.80  ‐3.04 3.23 2.99 2.29 1.24 0.00 ‐1.25 ‐2.33 ‐3.05 ‐3.31 0.00  0.47  0.86  1.13  1.24 1.15

2.88  2.67  2.05  1.11  0.00  ‐1.13  ‐2.10  ‐2.77  ‐3.00 3.22 2.98 2.28 1.24 0.00 ‐1.25 ‐2.31 ‐3.03 ‐3.29 0.00  0.46  0.86  1.12  1.23 1.14

2.87  2.65  2.03  1.11  0.00  ‐1.12  ‐2.08  ‐2.74  ‐2.97 3.21 2.97 2.27 1.23 0.00 ‐1.24 ‐2.30 ‐3.02 ‐3.27 0.00  0.46  0.85  1.12  1.22 1.13

2.85  2.64  2.02  1.10  0.00  ‐1.11  ‐2.06  ‐2.71  ‐2.94 3.20 2.96 2.27 1.23 0.00 ‐1.24 ‐2.29 ‐3.00 ‐3.25 0.00  0.46  0.85  1.11  1.21 1.12

2.84  2.63  2.01  1.09  0.00  ‐1.10  ‐2.05  ‐2.69  ‐2.91 3.20 2.95 2.26 1.23 0.00 ‐1.23 ‐2.28 ‐2.99 ‐3.24 0.00  0.46  0.84  1.11  1.20 1.11

2.83  2.62  2.00  1.09  0.00  ‐1.10  ‐2.03  ‐2.66  ‐2.89 3.19 2.95 2.26 1.22 0.00 ‐1.23 ‐2.27 ‐2.98 ‐3.22 0.00  0.45  0.84  1.10  1.19 1.11

2.82  2.61  2.00  1.08  0.00  ‐1.09  ‐2.02  ‐2.65  ‐2.87 3.18 2.94 2.25 1.22 0.00 ‐1.22 ‐2.27 ‐2.96 ‐3.21 0.00  0.45  0.84  1.09  1.19 1.10

2.81  2.60  1.99  1.08  0.00  ‐1.08  ‐2.01  ‐2.63  ‐2.85 3.18 2.94 2.25 1.22 0.00 ‐1.22 ‐2.26 ‐2.95 ‐3.20 0.00  0.45  0.83  1.09  1.18 1.10

2.80  2.59  1.98  1.07  0.00  ‐1.08  ‐2.00  ‐2.61  ‐2.83 3.17 2.93 2.24 1.22 0.00 ‐1.22 ‐2.25 ‐2.95 ‐3.19 0.00  0.45  0.83  1.09  1.18 1.09

2.80  2.58  1.98  1.07  0.00  ‐1.07  ‐1.99  ‐2.60  ‐2.81 3.17 2.93 2.24 1.21 0.00 ‐1.22 ‐2.25 ‐2.94 ‐3.18 0.00  0.45  0.83  1.08  1.17 1.09

2.79  2.58  1.97  1.07  0.00  ‐1.07  ‐1.98  ‐2.59  ‐2.80 3.17 2.93 2.24 1.21 0.00 ‐1.21 ‐2.24 ‐2.93 ‐3.17 0.00  0.45  0.83  1.08  1.17 1.08

2.79  2.57  1.97  1.07  0.00  ‐1.07  ‐1.97  ‐2.58  ‐2.79 3.16 2.92 2.24 1.21 0.00 ‐1.21 ‐2.24 ‐2.93 ‐3.17 0.00  0.45  0.83  1.08  1.17 1.08

2.78  2.57  1.97  1.06  0.00  ‐1.07  ‐1.97  ‐2.57  ‐2.79 3.16 2.92 2.24 1.21 0.00 ‐1.21 ‐2.24 ‐2.92 ‐3.16 0.00  0.45  0.82  1.08  1.17 1.08

2.78  2.57  1.97  1.06  0.00  ‐1.06  ‐1.97  ‐2.57  ‐2.78 3.16 2.92 2.23 1.21 0.00 ‐1.21 ‐2.24 ‐2.92 ‐3.16 0.00  0.45  0.82  1.08  1.16 1.08

2.78  2.57  1.96  1.06  0.00  ‐1.06  ‐1.96  ‐2.57  ‐2.78  3.16  2.92  2.23  1.21  0.00  ‐1.21  ‐2.23  ‐2.92  ‐3.16  0.00  0.45  0.82  1.08  1.16  1.08 

TFGDanielBoladoFernández

‐109‐

Oleaje, Aceleraciones (m/s2) 

T2 

6  7  8  0  1  2  3  4  5  6 7 8

2.3562  2.7489  3.1416  0.0000  0.3927 0.7854  1.1781  1.5708  1.9635 2.3562 2.7489  3.1416

‐5.2326  ‐6.8367  ‐7.4000  7.4000  6.8367 5.2326  2.8319  0.0000  ‐2.8319 ‐5.2326 ‐6.8367 ‐7.4000

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.000.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

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0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

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0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.00 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.48 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.47 0.00  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.47 0.88  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.46 0.87  0.00  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.46 0.86  1.15  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.46 0.85  1.14  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.45 0.85  1.13  0.00  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.45 0.84  1.12  1.24  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.45 0.83  1.11  1.23  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.44 0.83  1.10  1.22  0.00 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.44 0.82  1.09  1.21  1.14 0.00 0.00 0.00

0.00  0.00  0.00  0.00  0.44 0.81  1.08  1.19  1.13 0.00 0.00 0.00

1.23  0.00  0.00  0.00  0.43 0.81  1.07  1.18  1.12 0.88 0.00 0.00

1.20  0.00  0.00  0.00  0.43 0.80  1.06  1.17  1.11 0.87 0.00 0.00

1.18  0.66  0.00  0.00  0.43 0.80  1.05  1.16  1.10 0.86 0.47 0.00

1.15  0.64  0.00  0.00  0.43 0.79  1.05  1.15  1.09 0.85 0.47 0.00

1.13  0.63  0.00  0.00  0.42 0.79  1.04  1.14  1.08 0.84 0.46 0.00

1.11  0.62  0.00  0.00  0.42 0.78  1.03  1.13  1.07 0.83 0.46 0.00

1.09  0.61  0.00  0.00  0.42 0.78  1.02  1.12  1.06 0.82 0.45 0.00

1.07  0.59  0.00  0.00  0.42 0.77  1.02  1.12  1.05 0.82 0.45 0.00

1.05  0.58  0.00  0.00  0.41 0.77  1.01  1.11  1.04 0.81 0.44 0.00

1.04  0.57  0.00  0.00  0.41 0.76  1.00  1.10  1.03 0.80 0.44 0.00

1.02  0.56  0.00  0.00  0.41 0.76  1.00  1.09  1.02 0.79 0.43 0.00

1.00  0.55  0.00  0.00  0.41 0.75  0.99  1.08  1.01 0.79 0.43 0.00

0.99  0.54  0.00  0.00  0.40 0.75  0.99  1.08  1.01 0.78 0.43 0.00

0.97  0.53  0.00  0.00  0.40 0.75  0.98  1.07  1.00 0.77 0.42 0.00

0.96  0.53  0.00  0.00  0.40 0.74  0.98  1.06  0.99 0.77 0.42 0.00

0.95  0.52  0.00  0.00  0.40 0.74  0.97  1.06  0.99 0.76 0.42 0.00

0.93  0.51  0.00  0.00  0.40 0.74  0.97  1.05  0.98 0.76 0.41 0.00

0.92  0.50  0.00  0.00  0.40 0.73  0.96  1.05  0.97 0.75 0.41 0.00

0.91  0.50  0.00  0.00  0.39 0.73  0.96  1.04  0.97 0.75 0.41 0.00

0.90  0.49  0.00  0.00  0.39 0.73  0.95  1.04  0.96 0.74 0.40 0.00

0.89  0.49  0.00  0.00  0.39 0.73  0.95  1.03  0.96 0.74 0.40 0.00

0.88  0.48  0.00  0.00  0.39 0.72  0.95  1.03  0.95 0.73 0.40 0.00

0.87  0.47  0.00  0.00  0.39 0.72  0.94  1.02  0.95 0.73 0.40 0.00

0.86  0.47  0.00  0.00  0.39 0.72  0.94  1.02  0.95 0.73 0.39 0.00

0.86  0.47  0.00  0.00  0.39 0.72  0.94  1.02  0.94 0.72 0.39 0.00

0.85  0.46  0.00  0.00  0.39 0.72  0.94  1.02  0.94 0.72 0.39 0.00

0.85  0.46  0.00  0.00  0.39 0.71  0.93  1.01  0.94 0.72 0.39 0.00

0.84  0.46  0.00  0.00  0.39 0.71  0.93  1.01  0.93 0.72 0.39 0.00

0.84  0.45  0.00  0.00  0.39 0.71  0.93  1.01  0.93 0.71 0.39 0.00

0.83  0.45  0.00  0.00  0.38 0.71  0.93  1.01  0.93 0.71 0.39 0.00

0.83  0.45  0.00  0.00  0.38 0.71  0.93  1.00  0.93 0.71 0.39 0.00

0.83  0.45  0.00  0.00  0.38 0.71  0.93  1.00  0.93 0.71 0.38 0.00

0.82  0.45  0.00  0.00  0.38 0.71  0.93  1.00  0.93 0.71 0.38 0.00

0.82  0.45  0.00  0.00  0.38 0.71  0.93  1.00  0.93 0.71 0.38 0.00

0.82  0.45  0.00  0.00  0.38  0.71  0.93  1.00  0.93  0.71  0.38  0.00 

TFGDanielBoladoFernández

‐110‐

Total (m)  Cotasuperior D.Max Cota superior Sección T 

24  75 0 A ‐ Torre 1 

1  51  24  B ‐ 3‐(3)  0 

8  50  25  C ‐ 3‐6  0 

4  42  33  D ‐ 3  0 

1  38  37  E ‐ 3‐(3)  0 

15  37  38  F ‐ 3‐6  0 

17  22  53  G ‐ 3‐6  0 

5  5  70  H ‐ Pilotes  0 

75 

Elemento D nominal 

Elementos  verticales  1.3 

Elementos  diagonales  0.7 

Elementos  horizontales  0.7 

Torre  6 

Pilotes  2.5 

TFGDanielBoladoFernández

‐111‐

DefiniciónSecciones

Deq 

Pilotes  E. Verticales E. Horizontales  E.diagonales L.Horizontales L diag z diag L/z diag  Arrastre  Inercia

0  0  0  0 0 6.00  36.00

0  3  3  0  12  36.90  35.91 

0  3  0  6  0  15.4  8  1.93  14.90  16.11 

0  3  0  0  0  4.50  6.75 

0  3  3  0  16  47.70  45.63 

0  3  0  6  0  23.5  15  1.57  12.96  14.36 

0  3  0  6  0  28.3  17  1.66  13.49  14.84 

3  0  0  0  0  8.10  21.87 

 

 

 

 

Definición  Elementos 

T1 

D efectivo  k  e  Cds c(pi) Kc Fb KC  fi (KC)  Cd

1.5  0.05  0.03333  1.05 1.47 0.99 0.9 59.08  1.036  1.09

0.9  0.05  0.05556  1.05  1.47  0.99  0.9  98.46  1.000  1.05 

0.9  0.05  0.05556  1.05  1.47  0.99  0.9  98.46  1.000  1.05 

6  0.0003  0.00005  0.65  1.30  0.99  0.9  14.77  1.231  0.80 

2.7  0.05  0.01852  1.05  1.47  0.99  0.9  32.82  1.279  1.34 

TFGDanielBoladoFernández

‐112‐

T1  T2

Cd  Cm  Cd  Cm 

0.80  1.6  0.77  1.6 

1.05  1.2  1.05  1.2 

1.09  1.2  1.05  1.2 

1.09  1.2  1.05  1.2 

1.05  1.2  1.05  1.2 

1.09  1.2  1.05  1.2 

1.09  1.2  1.05  1.2 

1.34  1.2  1.24  1.2 

T2

Cm  KC  fi (KC)  Cd  Cm 

1.2  77.94  1.000  1.05  1.2 

1.2  129.90  1.000  1.05  1.2 

1.2  129.90  1.000  1.05  1.2 

1.6  19.48  1.186  0.77  1.6 

1.2  43.30  1.182  1.24  1.2 

TFGDanielBoladoFernández

‐113‐

Distribucióndesecciones

Cota (m)  Sección  Kc  Fb Deq T1 T2

z(m) Arrastre Inercia Cd Cm Cd Cm 

74.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00 36.00 0.80 1.60 0.77 1.60  34.5 

73.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00  36.00  0.80  1.60  0.77  1.60  33.5 

72.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00 36.00 0.80 1.60 0.77 1.60  32.5 

71.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00  36.00  0.80  1.60  0.77  1.60  31.5 

70.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00  36.00  0.80  1.60  0.77  1.60  30.5 

69.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00 36.00 0.80 1.60 0.77 1.60  29.5 

68.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00  36.00  0.80  1.60  0.77  1.60  28.5 

67.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00  36.00  0.80  1.60  0.77  1.60  27.5 

66.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00 36.00 0.80 1.60 0.77 1.60  26.5 

65.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00  36.00  0.80  1.60  0.77  1.60  25.5 

64.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00  36.00  0.80  1.60  0.77  1.60  24.5 

63.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00  36.00  0.80  1.60  0.77  1.60  23.5 

62.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00  36.00  0.80  1.60  0.77  1.60  22.5 

61.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00  36.00  0.80  1.60  0.77  1.60  21.5 

60.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00  36.00  0.80  1.60  0.77  1.60  20.5 

59.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00  36.00  0.80  1.60  0.77  1.60  19.5 

58.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00  36.00  0.80  1.60  0.77  1.60  18.5 

57.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00 36.00 0.80 1.60 0.77 1.60  17.5 

56.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00  36.00  0.80  1.60  0.77  1.60  16.5 

55.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00  36.00  0.80  1.60  0.77  1.60  15.5 

54.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00 36.00 0.80 1.60 0.77 1.60  14.5 

53.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00  36.00  0.80  1.60  0.77  1.60  13.5 

52.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00  36.00  0.80  1.60  0.77  1.60  12.5 

51.5  A ‐ Torre  0.99  0.9  6.00 36.00 0.80 1.60 0.77 1.60  11.5 

50.5  B ‐ 3‐(3)  0.99  0.9  36.90  35.91  1.05  1.20  1.05  1.20  10.5 

49.5  C ‐ 3‐6  0.99  0.9  14.90  16.11  1.09  1.20  1.05  1.20  9.5 

48.5  C ‐ 3‐6  0.99  0.9  14.90  16.11  1.09  1.20  1.05  1.20  8.5 

47.5  C ‐ 3‐6  0.99  0.9  14.90  16.11  1.09  1.20  1.05  1.20  7.5 

46.5  C ‐ 3‐6  0.99  0.9  14.90  16.11  1.09  1.20  1.05  1.20  6.5 

45.5  C ‐ 3‐6  0.99  0.9  14.90 16.11 1.09 1.20 1.05 1.20  5.5 

44.5  C ‐ 3‐6  0.99  0.9  14.90  16.11  1.09  1.20  1.05  1.20  4.5 

43.5  C ‐ 3‐6  0.99  0.9  14.90  16.11  1.09  1.20  1.05  1.20  3.5 

42.5  C ‐ 3‐6  0.99  0.9  14.90 16.11 1.09 1.20 1.05 1.20  2.5 

41.5  D ‐ 3  0.99  0.9  4.50  6.75  1.09  1.20  1.05  1.20  1.5 

40.5  D ‐ 3  0.99  0.9  4.50  6.75  1.09  1.20  1.05  1.20  0.5 

39.5  D ‐ 3  0.99  0.9  4.50 6.75 1.09 1.20 1.05 1.20  ‐0.5 

38.5  D ‐ 3  0.99  0.9  4.50  6.75  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐1.5 

37.5  E ‐ 3‐(3)  0.99  0.9  47.70  45.63  1.05  1.20  1.05  1.20  ‐2.5 

36.5  F ‐ 3‐6  0.99  0.9  12.96  14.36  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐3.5 

35.5  F ‐ 3‐6  0.99  0.9  12.96  14.36  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐4.5 

34.5  F ‐ 3‐6  0.99  0.9  12.96  14.36  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐5.5 

33.5  F ‐ 3‐6  0.99  0.9  12.96  14.36  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐6.5 

32.5  F ‐ 3‐6  0.99  0.9  12.96  14.36  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐7.5 

31.5  F ‐ 3‐6  0.99  0.9  12.96  14.36  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐8.5 

30.5  F ‐ 3‐6  0.99  0.9  12.96  14.36  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐9.5 

29.5  F ‐ 3‐6  0.99  0.9  12.96  14.36  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐10.5 

28.5  F ‐ 3‐6  0.99  0.9  12.96  14.36  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐11.5 

27.5  F ‐ 3‐6  0.99  0.9  12.96  14.36  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐12.5 

26.5  F ‐ 3‐6  0.99  0.9  12.96  14.36  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐13.5 

25.5  F ‐ 3‐6  0.99  0.9  12.96  14.36  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐14.5 

24.5  F ‐ 3‐6  0.99  0.9  12.96  14.36  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐15.5 

23.5  F ‐ 3‐6  0.99  0.9  12.96  14.36  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐16.5 

22.5  F ‐ 3‐6  0.99  0.9  12.96  14.36  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐17.5 

21.5  G ‐ 3‐6  0.99  0.9  13.49  14.84  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐18.5 

20.5  G ‐ 3‐6  0.99  0.9  13.49  14.84  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐19.5 

19.5  G ‐ 3‐6  0.99  0.9  13.49  14.84  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐20.5 

18.5  G ‐ 3‐6  0.99  0.9  13.49  14.84  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐21.5 

17.5  G ‐ 3‐6  0.99  0.9  13.49  14.84  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐22.5 

16.5  G ‐ 3‐6  0.99  0.9  13.49  14.84  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐23.5 

15.5  G ‐ 3‐6  0.99  0.9  13.49  14.84  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐24.5 

14.5  G ‐ 3‐6  0.99  0.9  13.49  14.84  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐25.5 

13.5  G ‐ 3‐6  0.99  0.9  13.49  14.84  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐26.5 

12.5  G ‐ 3‐6  0.99  0.9  13.49  14.84  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐27.5 

11.5  G ‐ 3‐6  0.99  0.9  13.49  14.84  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐28.5 

10.5  G ‐ 3‐6  0.99  0.9  13.49  14.84  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐29.5 

9.5  G ‐ 3‐6  0.99  0.9  13.49  14.84  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐30.5 

8.5  G ‐ 3‐6  0.99  0.9  13.49  14.84  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐31.5 

7.5  G ‐ 3‐6  0.99  0.9  13.49  14.84  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐32.5 

6.5  G ‐ 3‐6  0.99  0.9  13.49  14.84  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐33.5 

5.5  G ‐ 3‐6  0.99  0.9  13.49  14.84  1.09  1.20  1.05  1.20  ‐34.5 

4.5  H ‐ Pilotes  0.99  0.9  8.10  21.87  1.34  1.20  1.24  1.20  ‐35.5 

3.5  H ‐ Pilotes  0.99  0.9  8.10  21.87  1.34  1.20  1.24  1.20  ‐36.5 

2.5  H ‐ Pilotes  0.99  0.9  8.10  21.87  1.34  1.20  1.24  1.20  ‐37.5 

1.5  H ‐ Pilotes  0.99  0.9  8.10  21.87  1.34  1.20  1.24  1.20  ‐38.5 

0.5  H ‐ Pilotes  0.99  0.9  8.10  21.87  1.34  1.20  1.24  1.20  ‐39.5 

TFGDanielBoladoFernández

‐114‐

Oleaje y Corrientes  Cargas Viento Aerogenerador  

 

 

FUERZAS

T1 T2 

0  1 2  3  4 5 6 7 8 0 1 2 3  4  5 

0  0 0  0  0 0 0 0 0 0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0 0  0  0 0 0 0 0 0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0 0  0  0 0 0 0 0 0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0 0  0  0 0 0 0 0 0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 

0  0 0  0  0 0 0 0 0 0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 

0  0 0  0  0 0 0 0 0 0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  0  0 

0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 

289853  273744  0  0  0  0  0  0  0  261326  244173  0  0  0  0 

283457  267773  0  0  0  0  0  0  0  257831  240929  0  0  0  0 

277279  262005  204044  0  0  0  0  0  0  254422  237765  181690  0  0  0 

271313  256432  199818  0  0  0  0  0  0  251098  234679  179361  0  0  0 

265551  251049  195732  121416  0  0  0  0  0  247856  231668  177086  106671  0  0 

78546  75387  60039  38857  0  0  0  0  0  73926  69927  54370  33905  0  0 

76922  73853 58853  38164  0 0 0 0 0 72994 69055 53701 33518  0  0 

75353  72371  57707  37492  19683  0  0  0  0  72085 68203 53048 33138  16246  0 

73838  70939  56598  36839  19426  0  0  0  0  71198  67373  52410  32766  16105  0 

740325  698413  543358  337211  158737 0 0 0 0 745530 694569 528425  316188  139037  0 

204366  193672  151661  95425  46541  22445  0  0  0  200128 187284 143404  86989  39727  16644 

200433  189988  148841  93810  45976  22129  0  0  0  197755  185075  141719  86020  39388  16519 

196633  186427  146112  92240  45420 21829 8816 0 0 195438 182918 140071  85068  39050  16397 

192961  182986  143471  90715  44873  21543  9229  0  0  193177 180812 138458  84132  38713  16277 

189414  179660  140915  89232  44334  21270  9585  ‐17424  ‐37163  190969  178754  136880  83212  38376  16159 

185986  176445  138441  87791  43802  21008  9889  ‐15706  ‐34586  188812  176743  135336  82307  38040  16043 

182674  173337  136046  86388  43278  20758  10146  ‐14136  ‐32214  186704  174777  133823  81415  37704  15929 

179472  170332  133726  85024  42761  20518  10361  ‐12705  ‐30035  184643  172855  132342  80537  37368  15817 

176376  167426  131479  83695  42250  20286  10536  ‐11402  ‐28034  182628  170975  130889  79671  37032  15705 

173383  164615  129302  82401  41745  20062  10677  ‐10217  ‐26200  180657 169134 129463  78817  36694  15594 

170488  161895  127191  81139  41245  19845  10787  ‐9144  ‐24521  178727 167331 128064  77973  36355  15485 

167687  159262  125144  79909  40750 19635 10869 ‐8172 ‐22987 176836 165565 126690  77139  36015  15375 

164976  156713  123158  78709  40259  19430  10926  ‐7296  ‐21589  174983 163832 125338  76313  35673  15266 

162351  154244  121230  77536  39772  19230  10961  ‐6508  ‐20316  173164 162130 124007  75495  35328  15157 

159807  151850  119357  76389  39287 19034 10976 ‐5802 ‐19162 171377 160458 122696  74682  34979  15048 

163767  155585  122240  78213  40251  19479  11319  ‐5440  ‐18858  176548 165257 126282  76788  35929  15444 

161276  153239  120395  77069  39752  19283  11302  ‐4859  ‐17879  174747 163568 124950  75951  35559  15330 

158855  150959  118597  75945  39253 19089 11271 ‐4347 ‐17002 172969 161902 123631  75116  35183  15216 

156501  148740  116842  74839  38754  18897  11227  ‐3901  ‐16221  171212 160254 122322  74280  34801  15102 

154207  146577  115125  73749  38253  18706  11171  ‐3517  ‐15531  169471 158620 121020  73441  34411  14986 

151968  144465  113443  72672  37749  18516  11105  ‐3191  ‐14928  167742 156995 119721  72598  34013  14869 

149777  142397  111791  71605  37241  18325  11029  ‐2922  ‐14408  166019 155376 118421  71746  33605  14752 

147628  140368  110163  70543  36726  18135  10944  ‐2708  ‐13968  164296 153755 117114  70883  33185  14633 

145512  138369  108553  69483  36202  17943  10850  ‐2548  ‐13608  162566 152126 115796  70005  32752  14513 

143420  136391  106953  68419  35667  17749  10746  ‐2441  ‐13325  160819 150481 114459  69107  32302  14391 

141342  134425  105355  67346  35119  17554  10632  ‐2388  ‐13122  159047 148810 113095  68182  31834  14268 

139263  132457  103748  66255  34552 17356 10506 ‐2392 ‐12999 157234 147100 111694  67224  31343  14144 

137166  130472  102120  65139  33963  17155  10365  ‐2456  ‐12961  155366 145335 110242  66224  30825  14018 

135032  128450  100453  63985  33345  16950  10206  ‐2585  ‐13013  153419  143496  108723  65169  30274  13892 

132831  126363  98725  62776  32689 16740 10023 ‐2790 ‐13166 151365 141554 107113  64044  29682  13764 

130525  124176  96904  61491  31986  16526  9809  ‐3082  ‐13435  149164 139472 105380  62826  29038  13637 

128057  121834  94947  60099  31218  16305  9551  ‐3484  ‐13843  146757  137193  103479  61482  28327  13510 

92884  93030 77362  54636  34682 23181 15470 1689 ‐10694 102244 99728 79632 52630  30440  19582 

90576  90832  75503  53287  33921  22978  15130  1119  ‐11312  100001  97600  77845  51356  29764  19488 

87763  88156  73241  51648  33010  22780  14668  312  ‐12216  97221  94965  75634  49782  28943  19414 

83931  84518  70171  49436  31814  22598  13943  ‐958  ‐13663  93381  91329  72589  47629  27851  19379 

76952  77908  64624  45497  29798  22495  12315  ‐3705  ‐16797  86309  84647  67023  43752  25993  19171 

Total (kN)  8048.678  7660.532  5599.476  3324.511  1616.082 727.7605 387.3429 ‐175.1038 ‐609.7557 8322 7807 5605 3196  1428  581 

Fase  0  1  2  3  4  5  6  7  8  0  1  2  3  4  5 

Estructura  

F Horiz Max (KN)  8322

M Base Max (KNm)  217955 

F Horizontal (KN) 1810

M base Torre (KNm)  153000 

F Vertical min (KN)  ‐6838 

F Vertical max (KN)  ‐10500 

Altura del Jack

Altura pilote 

Separación pa 

Peso del Jack 

Empuje del Jac 

M base Jacket 245310  Peso del genera

TFGDanielBoladoFernández

‐115‐

et 46s 5tas 25et ‐4515ket 3945dor ‐6838

 

6  7  8 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

0  0  0 

6392  0  0 

6550  0  0 

6691  ‐14419  ‐29283 

6814  ‐13669  ‐28156 

6921  ‐12975  ‐27105 

7013  ‐12332  ‐26126 

7090  ‐11739  ‐25216 

7154  ‐11193  ‐24372 

7205  ‐10693  ‐23592 

7244  ‐10237  ‐22873 

7272  ‐9823  ‐22213 

7288  ‐9451  ‐21611 

7294  ‐9118  ‐21065 

7506  ‐9229  ‐21413 

7491  ‐8962  ‐20956 

7465  ‐8735  ‐20554 

7429  ‐8546  ‐20205 

7382  ‐8396  ‐19911 

7323  ‐8285  ‐19670 

7253  ‐8214  ‐19483 

7169  ‐8185  ‐19353 

7072  ‐8198  ‐19280 

6958  ‐8257  ‐19267 

6826  ‐8364  ‐19318 

6673  ‐8525  ‐19439 

6495  ‐8746  ‐19635 

6287  ‐9035  ‐19918 

6042  ‐9404  ‐20300 

5748  ‐9871  ‐20800 

5390  ‐10461  ‐21449 

11225  ‐3782  ‐15823 

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2507469 2383672 1871816 1199091 622864 305511 183232  ‐52656  ‐246307  2767737

2321547  2207160  1732762  1109871  577231  284044  170954  ‐45296  ‐223318  2573289

2140607 2035335 1597363 1022870 532522 262951 158692  ‐39268  ‐202539  2382288

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38476  38954  32312  22749  14899  11247  6157  ‐1852  ‐8399  43155 

Total (kN*m)  217955 206672.588 142458.181 79049.3542 35487.1033 13664.15 6467.915  ‐4171.9546  ‐11987.092  217918

Fase  0  1  2  3  4  5  6  7  8  0 

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‐116‐

T2

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2775842  2117853  1285224  602200  262256  129186  ‐146929  ‐348435 

2590421  1975396  1197864  561219  245347  120838  ‐136705  ‐324549 

2408322  1835519  1112067  520879  228653  112420  ‐127322  ‐301990 

2229445  1698155  1027809  481186  212177  103955  ‐118678  ‐280612 

2053702  1563245  945068  442148  195922  95465  ‐110673  ‐260274 

1881013  1430739  863833  403777  179890  86972  ‐103209  ‐240835 

1711312  1300595  784095  366087  164085  78498  ‐96189 ‐222158

1544547  1172787  705856  329098  148511  70068  ‐89516 ‐204105

1380685  1047301  629129  292834  133174  61706  ‐83088  ‐186535 

1219715  924144  553940  257325  118078  53442  ‐76799 ‐169301

1061656  803346  480330  222612  103231  45313  ‐70533 ‐152247

906567  684973  408367  188746  88638  37361  ‐64162  ‐135201 

754562  569134  338150  155796  74307  29644  ‐57535 ‐117969

448775  358343  236836  136980  88117  50514  ‐17019 ‐71203

341600  272458  179745  104172  68207  37798  ‐15724  ‐58162 

237412  189084  124455  72357  48534  25540  ‐13677  ‐44309 

136994  108883  71444  41776  29069  13966  ‐10461  ‐29145 

42323  33511  21876  12997  9585  3669  ‐5068  ‐11505 

203932  138904  74672  31127  10656  4332  ‐5567 ‐12383

1  2  3  4  5  6  7  8 

TFGDanielBoladoFernández

‐117‐

3.4 Cálculo geotécnico  

TFGDanielBoladoFernández

‐118‐

TFGDanielBoladoFernández

‐119‐

   

   

Hundimiento (a) Vd (KN) 18919.04001

Qf+Qp (KN)  51066.64

SF  2.699

Arranque (a)

Vd (KN) 11037.2

Qf (KN) 25512

SF 2.311

Hundimiento (b) Vd (KN) 33135.05683

Qf+Qp (KN)  51066.64

SF  1.541

Arranque (b)

Vd (KN) 25147.6

Qf (KN) 25512

SF 1.014