Comparación de dos sistemas de cimentación usados para energía eólica

Abstract

Installation and design for offshore wind energy require multiple disciplines. In the case of civil engineering and specifically for the geotechnical discipline, it is required to study the foundation systems. In the present work is carried out a comparative between two foundation systems, a pile and a suction caisson, in order to have a clearer analysis of the advantages or disadvantages that each system presents. As part of the analysis, stresses and deformations generated in the soil around the foundations are studied using RS3® simulations. The software is based in the Finite Element Method (FEM). It is considered an elastoplastic behavior ruled by the Mohr-Columb model, which adapts to the available geotechnical parameters. Finally, we obtain yield envelopes for the foundations studied. These envelopes are a useful help in the design process of the soil-structure interaction. In the simulation were considered simplified loads acting on the foundations. This allowed getting numerical interpretations that can be corroborated and provide solutions to the problematic of the use of structures for offshore wind energy.

Las instalaciones para energía eólica offshore requieren de múltiples disciplinas para su diseño. Para el caso de la ingeniería Civil y específicamente para el diseño de la geotecnia, se requiere estudiar los sistemas de cimentación. En el presente trabajo se realiza un modelo comparativo entre dos sistemas de cimentación, un pilote y un ancla a succión, considerando el criterio adoptado de un volumen equivalente, para obtener un análisis de las ventajas o desventajas que cada sistema presenta. Como parte del análisis se estudian los esfuerzos y deformaciones generados en el suelo alrededor de las cimentaciones usando RS3® para la simulación. El modelo es calculado con el Método del Elemento Finito usado por el código del programa. Se considera un comportamiento elastoplástico regido por el modelo constitutivo Mohr-Coulomb, que se adapta a los parámetros geotécnicos disponibles. Por último, se presentan envolventes de ruptura obtenidas para las cimentaciones estudiadas, las que representan una ayuda para el diseño de la interacción suelo-estructura, considerando cargas simplificadas actuantes en ellas. Las envolventes se obtuvieron a través de las interpretaciones numéricas que puedan corroborarse y brinden soluciones a la problemática del uso de plataformas para energía eólica offshore.