{"id":516881,"date":"2024-06-11T14:07:43","date_gmt":"2024-06-11T17:07:43","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=516881"},"modified":"2024-06-11T14:07:43","modified_gmt":"2024-06-11T17:07:43","slug":"las-centrales-eolicas-en-altamar-pueden-proveer-electricidad-a-las-plataformas-de-petroleo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/las-centrales-eolicas-en-altamar-pueden-proveer-electricidad-a-las-plataformas-de-petroleo\/","title":{"rendered":"Las centrales e\u00f3licas en altamar pueden proveer electricidad a las plataformas de petr\u00f3leo"},"content":{"rendered":"

La reducci\u00f3n de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en las plataformas productoras de petr\u00f3leo en alta mar es una preocupaci\u00f3n creciente de la industria del petr\u00f3leo y gas. En Brasil, dos proyectos de investigaci\u00f3n en curso podr\u00edan contribuir para lograr este objetivo. La petrolera brasile\u00f1a Petrobras y la Escuela Polit\u00e9cnica de la Universidad de S\u00e3o Paulo (Poli-USP) trabajan en un sistema de generaci\u00f3n e\u00f3lica flotante apto para suministrar energ\u00eda el\u00e9ctrica a las unidades productoras instaladas en la regi\u00f3n del presal, en el litoral mar\u00edtimo brasile\u00f1o. La otra iniciativa es una asociaci\u00f3n entre la empresa petrolera China National Offshore Oil Corporation (CNOOC) y el Instituto Alberto Luiz Coimbra de Posgrado e Investigaciones en Ingenier\u00eda de la Universidad Federal de R\u00edo de Janeiro (Coppe-UFRJ). En agosto, ambas instituciones acordaron una alianza para el desarrollo de parques offshore<\/em> de generaci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica a partir de fuentes renovables h\u00edbridas.<\/p>\n

Tradicionalmente, las plataformas petroleras en alta mar se han abastecido de electricidad mediante generadores di\u00e9sel o de gas natural. Las reservas del presal brasile\u00f1o se caracterizan por su composici\u00f3n de gas natural asociado al petr\u00f3leo. Las plataformas situadas en esta regi\u00f3n utilizan el gas extra\u00eddo in situ<\/em> para impulsar sus generadores.<\/p>\n

Seg\u00fan Segen Estefen, profesor de estructuras oce\u00e1nicas e ingenier\u00eda submarina del Coppe, los mayores buques-plataforma del tipo FPSO (las siglas en ingl\u00e9s de Unidad Flotante de Almacenamiento y Descarga) que operan en el presal necesitan generadores con 150 megavatios (MW) de potencia instalada cada uno. La energ\u00eda generada en las plataformas alimenta los diversos dispositivos necesarios para la prospecci\u00f3n, tales como la producci\u00f3n, la separaci\u00f3n del petr\u00f3leo y el gas, la inyecci\u00f3n de agua y la reinyecci\u00f3n de gas en los pozos, as\u00ed como el alojamiento de los trabajadores.<\/p>\n

El proyecto en desarrollo en la Poli-USP prev\u00e9 el uso de un sistema flotante de generaci\u00f3n e\u00f3lica montado sobre una base anclada en el fondo del mar para el abastecimiento directo de los sistemas submarinos o del propio FPSO, reduciendo la emisi\u00f3n de GEI del generador a gas natural. \u201cLa idea es que la estructura permanezca anclada a una distancia segura de la plataforma y transportar la energ\u00eda mediante cables el\u00e9ctricos denominados umbilicales\u201d, explica Alexandre Simos, coordinador del proyecto y docente de ingenier\u00eda naval y oce\u00e1nica de la Poli.<\/p>\n

Una distancia segura es aquella que garantice que no se producir\u00e1n da\u00f1os en la plataforma en caso de una aver\u00eda en el sistema de amarras o en la situaci\u00f3n extrema de un eventual vuelco del aerogenerador. El rotor de este dispositivo, compuesto por las palas, que normalmente son tres, y el cubo central o buje donde encuentran fijadas, llega a medir 220 metros (m) de di\u00e1metro, lo que equivale a seis veces el tama\u00f1o de la estatua del Cristo Redentor, de R\u00edo de Janeiro. Gran parte del esfuerzo de ingenier\u00eda del proyecto consiste en evitar la posibilidad de este tipo de incidentes.<\/p>\n

La tecnolog\u00eda de generaci\u00f3n e\u00f3lica es la misma para los aerogeneradores instalados en tierra firme, fijados al lecho oce\u00e1nico en aguas poco profundas o en plataformas flotantes (lea en <\/em>Pesquisa FAPESP, ediciones n\u00ba 275<\/a> y 290<\/a><\/em>). Sin embargo, la instalaci\u00f3n de sistemas flotantes en alta mar requiere estudios acerca de los tipos de plataformas y anclajes m\u00e1s apropiados para brindar soporte a los aerogeneradores en cada circunstancia mar\u00edtima y clim\u00e1tica, incluyendo el r\u00e9gimen de vientos de cada lugar. Tambi\u00e9n es necesario realizar c\u00e1lculos avanzados sobre la estabilidad y las aceleraciones de la plataforma flotante elegida, teniendo en cuenta las m\u00faltiples condiciones combinadas de oleaje, vientos y corrientes marinas.<\/p>\n

El proyecto de la USP y Petrobras opt\u00f3 por una plataforma flotante semisumergible que soporta un generador de 15 MW de potencia, con la que se podr\u00edan montar peque\u00f1os parques e\u00f3licos flotantes capaces de satisfacer entre un 10 % y un 30 % de las necesidades de un FPSO, dependiendo de su tama\u00f1o. Se trata de una estructura de unos 100 m de di\u00e1metro, conformada por cuatro columnas cil\u00edndricas construidas en acero naval, una aleaci\u00f3n met\u00e1lica con caracter\u00edsticas anticorrosivas y buena soldabilidad, con un calado (la porci\u00f3n sumergida) de menos de 20 m. Una de las columnas es la base de la torre del aerogenerador. Un sistema de cadenas y cables de acero unidos a pilotes en el fondo del mar oficia como anclaje del sistema.<\/p>\n

En agosto se prob\u00f3 una versi\u00f3n a escala reducida en el Laboratorio de Tecnolog\u00eda Oce\u00e1nica (LabOceano) del Coppe, que reprodujo las condiciones extremas del presal de la cuenca de Santos, regi\u00f3n situada a unos 300 kil\u00f3metros (km) de la costa en una zona donde la profundidad del mar supera los 2.000 metros. \u201cFue la primer prueba realizada en el mundo de una estructura e\u00f3lica concebida para desempe\u00f1arse en estas condiciones y podemos afirmar que a nivel t\u00e9cnico, los resultados fueron positivos\u201d, dice Simos. Ha sido un experimento pionero en evaluar el uso de la energ\u00eda e\u00f3lica para abastecer a un sistema submarino de inyecci\u00f3n de agua en un pozo de petr\u00f3leo.<\/p>\n

Para el ingeniero naval Kazuo Nishimoto, docente del Departamento de Ingenier\u00eda Naval y Oce\u00e1nica de la Poli-USP y director cient\u00edfico del Centro Innovaci\u00f3n en Tecnolog\u00eda Offshore<\/em> (Otic), uno de los Centros de Investigaciones en Ingenier\u00eda (CPE) financiados por la FAPESP y por la multinacional petrolera Shell, los parques e\u00f3licos constituyen una de las alternativas m\u00e1s prometedoras para abastecer de electricidad a las plataformas petroleras en alta mar, pero antes hay que superar algunos obst\u00e1culos.<\/p>\n

\u201cEn el plano t\u00e9cnico, la instalaci\u00f3n, operaci\u00f3n y mantenimiento de estas centrales en aguas profundas todav\u00eda reviste un reto, ya que estar\u00e1n sometidas a reg\u00edmenes de oleaje, vientos y corrientes marinas extremos. Deber\u00e1n dise\u00f1arse y desarrollarse nuevos sistemas que permitan su instalaci\u00f3n y mantenimiento a un costo razonable\u201d, dice Nishimoto. \u201cAdem\u00e1s, las estructuras generadoras de energ\u00eda renovable offshore<\/em>, como las e\u00f3licas o solares, a\u00fan son muy caras en comparaci\u00f3n con los sistemas convencionales que se utilizan actualmente, que emiten CO2<\/sub> [di\u00f3xido de carbono]. Habr\u00e1 que reducir los costos para que sean econ\u00f3micamente factibles\u201d. El Centro de Innovaci\u00f3n en Tecnolog\u00eda Offshore<\/em> se dedica a analizar e integrar diversas soluciones de descarbonizaci\u00f3n en las operaciones offshore<\/em>.<\/p>\n

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Equinor<\/span>El parque e\u00f3lico flotante Hywind, frente a las costas de Escocia: el primer proyecto comercial instalado en alta marEquinor<\/span><\/p><\/div>\n

La cooperaci\u00f3n entre la empresa china CNOOC y la UFRJ contempla dos proyectos que ser\u00e1n dirigidos por el Grupo de Energ\u00edas Renovables en el Oc\u00e9ano (Gero), vinculado al Laboratorio de Tecnolog\u00edas Submarinas del Coppe. Uno de ellos estudiar\u00e1 cu\u00e1les son las tecnolog\u00edas de plataformas e\u00f3licas offshore<\/em> para profundidades de hasta 150 m m\u00e1s adecuadas para las condiciones del mar, el clima y el r\u00e9gimen de vientos del litoral brasile\u00f1o.<\/p>\n

El estudio tambi\u00e9n incluye determinar cu\u00e1les ser\u00edan los mejores dise\u00f1os de producci\u00f3n de las estructuras, la adecuaci\u00f3n de los insumos disponibles, como el acero y el hormig\u00f3n con mejor rendimiento, y la log\u00edstica de remolque de la estructura desde el astillero hasta el lugar de funcionamiento. Los procedimientos de mantenimiento y reparaci\u00f3n de los equipos instalados en alta mar tambi\u00e9n son temas que abordan los investigadores.<\/p>\n

El otro proyecto coordinado por el Gero se centra en el abastecimiento el\u00e9ctrico de plataformas petroleras situadas en aguas profundas, entre 500 y 2.500 m, utilizando el concepto de parques h\u00edbridos, que incluyen generaci\u00f3n e\u00f3lica, solar fotovoltaica y a trav\u00e9s de conversores de energ\u00eda undimotriz, aquella que aprovechan la fuerza de las olas para mover una turbina y generar electricidad (lea en <\/em>Pesquisa FAPESP, ediciones n\u00ba 113<\/a> y 290<\/a><\/em>).<\/p>\n

La idea es que cada generador tenga su base flotante propia, pudiendo o no compartir los sistemas de anclaje. Las ventajas potenciales a estudiarse son la estabilidad y seguridad que la combinaci\u00f3n de distintas fuentes puede proporcionarle al sistema. \u201cUn gran desaf\u00edo para las instalaciones en aguas profundas es el impacto de las olas de gran magnitud sobre los sistemas e\u00f3licos y solares\u201d, describe Estefen.<\/p>\n

Los investigadores plantean instalar los convertidores de olas con el prop\u00f3sito de proteger al conjunto de generadores e\u00f3licos y solares. As\u00ed, adem\u00e1s de generar energ\u00eda, estos dispositivos funcionar\u00e1n como amortiguadores, reduciendo el impacto de las olas aguas arriba, antes de que lleguen a las usinas generadoras de energ\u00eda. \u201cCon mayor estabilidad, los generadores e\u00f3licos ganan productividad y los fotovoltaicos durabilidad\u201d, explica el ingeniero.<\/p>\n

Las centrales solares flotantes (lea en <\/em>Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n n\u00ba 324<\/a><\/em>) actualmente solo se instalan en aguas calmas. Por esta raz\u00f3n, deber\u00e1n probarse y, eventualmente perfeccionarse para utilizarlas bajo condiciones m\u00e1s turbulentas. \u201cSer\u00e1n dos a\u00f1os de intenso trabajo hasta poder probar el prototipo de parque h\u00edbrido en el LabOceano\u201d, dice Estefen.<\/p>\n

El primer parque e\u00f3lico offshore<\/em> flotante del mundo funciona desde hace seis a\u00f1os en Europa. Dise\u00f1ado por la empresa petrolera noruega Equinor, fue instalado en 2017 en el mar del Norte y est\u00e1 compuesto por cinco turbinas situadas a menos de 30 km de Peterhead, la ciudad de la costa escocesa adonde se env\u00eda la energ\u00eda generada.<\/p>\n

Este a\u00f1o, Equinor inaugur\u00f3 el mayor parque e\u00f3lico flotante del mundo, tambi\u00e9n en el mar del Norte, para el suministro de electricidad a plataformas petroleras. Compuesto por 11 turbinas con una capacidad instalada de 88 MW, proveer\u00e1 el 35 % de los requerimientos energ\u00e9ticos de sus cinco plataformas petroleras locales, evitando la emisi\u00f3n de unas 200.000 toneladas de GEI por a\u00f1o.<\/p>\n

La infraestructura se encuentra instalada a 140 km de la costa de Noruega, en aguas de hasta 300 m de profundidad, mucho menos que los 2.000 m del presal brasile\u00f1o. Tanto la estructura pionera escocesa como la recientemente inaugurada en el mar del Norte utilizan bases flotantes del tipo spar<\/em>, una tecnolog\u00eda consistente en un \u00fanico cilindro vertical cuyo calado puede superar los 100 m, dependiendo de la instalaci\u00f3n.<\/p>\n

Por su parte, Petrobras ha presentado una solicitud de licencia ambiental para la instalaci\u00f3n de un parque e\u00f3lico flotante en aguas de entre 120 y 160 m de profundidad, situadas a 42 km de Cabo Frio, frente a las costas de R\u00edo de Janeiro. El pedido prev\u00e9 la instalaci\u00f3n de hasta 178 aerogeneradores de 18 MW cada uno. De momento, Brasil no cuenta con una legislaci\u00f3n sobre el derecho de uso de \u00e1reas mar\u00edtimas para la generaci\u00f3n de energ\u00eda renovable, ni una normativa para su concesi\u00f3n. En el Congreso Nacional se estudian tres proyectos de ley destinados a regular el tema.<\/p>\n

Proyectos<\/strong>
\n1.\u00a0<\/strong>Otic \u2013 Centro de Innovaci\u00f3n en Tecnolog\u00eda Offshore<\/em> (no<\/sup>\u00a022\/03698-8<\/a>); Modalidad <\/strong>Centros de Investigaciones en Ingenier\u00eda (CPE); Convenio<\/strong> BG E&P Brasil (grupo Shell); Investigador responsable <\/strong>Kazuo Nishimoto; Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 16.027.741,80.
\n2.<\/strong>\u00a0Modelado y simulaci\u00f3n num\u00e9rica aplicados a la energ\u00eda e\u00f3lica\u2009\u2013\u2009Una parte de esta propuesta HPCWE se remiti\u00f3 a la convocatoria H2020-FETHPC-2018-2020 (no<\/sup>\u00a019\/01507-8<\/a>); Modalidad <\/strong>Ayuda de Investigaci\u00f3n\u2009\u2013\u2009Regular; Convenio<\/strong> Uni\u00f3n Europea (Horizonte 2020); Investigador responsable <\/strong>Bruno Souza Carmo; Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 164.874,24.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Se concret\u00f3 con buenos resultados el primer ensayo de una estructura a escala reducida en Brasil","protected":false},"author":538,"featured_media":516886,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[296],"coauthors":[1346],"class_list":["post-516881","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tecnologia-es","tag-energia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/516881","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/538"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=516881"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/516881\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":516890,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/516881\/revisions\/516890"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/516886"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=516881"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=516881"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=516881"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=516881"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}