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Dec 06, 2023

El ruido de los parques eólicos se reduce gracias a una cortina de burbujas de aire

Novedosa cortina de burbujas de aire para ahorrar tiempo y reducir ruido en la construcción de parques eólicos La empresa tecnológica Continental ha probado con éxito una nueva generación de la Big Bubble Curtain en un proyecto piloto

Novedosa cortina de burbujas de aire para ahorrar tiempo y reducir ruido en la construcción de parques eólicos

La empresa tecnológica Continental ha probado con éxito una nueva generación de Big Bubble Curtain en un proyecto piloto junto con una empresa especializada en ingeniería hidráulica.

Más eficiencia energética y menos gases de efecto invernadero y lo antes posible: estos son los objetivos del cambio energético alemán "Energiewende". Por tanto, la expansión de la energía eólica en el mar está sometida a una gran presión. Actualmente, en Alemania se encuentran en funcionamiento parques eólicos marinos con una potencia de más de 5,3 GW. Para 2030, se espera que las turbinas eólicas en las costas locales alcancen una capacidad de 15 GW. Según la Fundación Alemana para la Energía Eólica Marina, esto podría generar energía limpia para hasta 15 millones de hogares.

Para lograrlo, se están construyendo nuevos parques eólicos en los mares del Norte y Báltico. Pero para la vida marina estos proyectos significan sobre todo una cosa: todo tipo de ruidos y vibraciones de la construcción. Mamíferos como las marsopas protegidas, pero también focas o peces como el bacalao y el arenque utilizan el sonido para orientarse, comunicarse y localizar presas y depredadores. Para proteger a los animales, en aguas alemanas a una distancia de 750 m de la obra se aplica un nivel de ruido de no más de 160 decibelios (dB). Esta exigencia legal del Ministerio Federal de Protección del Medio Ambiente, Construcción y Seguridad Nuclear ha impulsado el desarrollo de nuevas tecnologías para la instalación silenciosa de cimientos.

Al instalar aerogeneradores, los cimientos (que tienen hasta 8 m de espesor) se hunden lo más profundamente posible en el fondo marino. De lo contrario, el viento y las olas simplemente los derribarían. Cada impacto individual provoca un enorme ruido de hasta 225 dB. Esto es aproximadamente el doble de ruido que el de una sierra circular y se puede escuchar a kilómetros de distancia en el mar. Esto es una tortura para las marsopas y otros animales marinos sensibles al ruido. El umbral del dolor humano es de unos 120 dB. Una solución muy sencilla pero sumamente eficaz es el uso de una cortina de burbujas de aire.

LA SOLUCIÓN ESTÁ EN EL AIRE

“Se crea una cortina de burbujas de aire utilizando una de nuestras mangueras muy perforadas. La empresa instaladora lo coloca alrededor de la obra a modo de anillo, antes de que las torres de las turbinas eólicas, de hasta 150 m de altura, se hundan en el fondo del mar. Los extremos de las mangueras están conectados a potentes sobrealimentadores en las cubiertas de los barcos. Durante el trabajo, bombean 10 bar de aire comprimido sin aceite a las mangueras, que sale a través de los orificios siguiendo un patrón bien definido. El resultado es una cortina de millones de pequeñas burbujas que suben a la superficie del agua, formando una especie de remolino alrededor de la obra. Las burbujas de aire cambian la densidad del agua y así descomponen las ondas sonoras. Dependiendo de la naturaleza del suelo y de las corrientes de agua, los especialistas en hidráulica también utilizan la tecnología de dos anillos”, explica David Hoffmann, responsable de soluciones de mangueras industriales para Continental en las regiones EMEA y APAC. "Esta inteligente tecnología reduce el nivel de ruido hasta 18 dB, lo que supone una reducción de volumen del 95%", continúa Hoffmann.

Pero, ¿cómo puede permanecer la manguera en el fondo del mar sin cadenas de acero adicionales cuando el aire a presión proporciona flotabilidad? Para encontrar una solución a este desafío, el socio desarrollador encargó a los expertos en mangueras de Continental.

Hasta ahora, las empresas instaladoras están siguiendo dos enfoques para mantener las mangueras en el fondo marino. En el primero, la manguera está provista de pesos adicionales que la anclan al suelo. La desventaja de este método es que es complicado transportarlo de nuevo a la superficie del agua después del trabajo. La segunda variante consta de un sistema de tuberías. Sin embargo, esto es difícil de instalar en el fondo del mar.

“Como ocurre con todos los proyectos de construcción, se trata de realizar el trabajo lo más rápido y con el menor esfuerzo posible. Por eso hemos desarrollado una solución con una manguera que es flexible y que funciona sin anclajes complicados con pesos adicionales como cadenas de acero”, explica Hoffmann. Además de la flexibilidad necesaria para permitir un fácil manejo, la manguera también debe ser estable. Otras propiedades importantes son la resistencia a la abrasión, para que los componentes de caucho no se liberen al medio ambiente, y la resistencia al agua salada.

UN PESO PESADO EN LA PRUEBA DE CAMPO

La empresa tecnológica ha solucionado el problema con un mayor desarrollo de sus mangueras. Cada manguera consta de diferentes capas de diferentes materiales, como caucho, además de refuerzos. Incluso en el caso de las mangueras utilizadas como cortinas de burbujas de aire, una de estas capas está formada por una red de alambre. Esta espiral de alambre elástico sirve como protección contra dobleces durante el enrollado y desenrollado de la manguera y mantiene estable la forma de la manguera en caso de presión excesiva o insuficiente al mismo tiempo. “El truco de nuestro desarrollo es que envolvemos nuestra manguera con alambre adicional, como si fuera una espiral. El resultado es un verdadero peso pesado que se puede tarar muy bien a la profundidad deseada. Una manguera de 1 m de largo con un diámetro interno de 100 mm pesa ahora unos impresionantes 20 kg. Se necesita una manguera de 1.000 m y un peso de 20 toneladas métricas para enrollar un anillo alrededor de una obra en construcción. De este modo, las mangueras se enrollan en enormes tambores a bordo de los barcos y se transportan hasta la obra marítima. Esto puede parecer complicado al principio, pero es mucho más fácil de utilizar que las soluciones anteriores que utilizan cadenas de acero o sistemas de tuberías”, informa Hoffmann.

A 35 kilómetros al noreste de la isla de Rügen se encuentra la zona de construcción del parque eólico Arkona Basin Southeast. A partir de ahora, 60 aerogeneradores con una capacidad instalada de 385 MW suministrarán electricidad limpia a 400.000 hogares. A finales de 2017, Continental probó allí las mangueras más desarrolladas. El resultado: las gigantescas mangueras han superado la prueba de campo con gran éxito. Varias instalaciones se realizaron en paralelo al mismo tiempo. El sistema de mangueras Big Bubble Curtain funcionó perfectamente durante los trabajos de construcción a una profundidad de 60 m. Se mantuvo estable en el fondo marino mientras las burbujas de aire redujeron el ruido y las vibraciones en un 95%. La recuperación tras las obras de construcción también se desarrolló sin problemas y sin dejar rastros en el fondo marino. Después de todo, las mangueras deben usarse varias veces.

“En general, con la solución de Continental el manejo ha mejorado significativamente en comparación con el uso de pesos adicionales”, afirma satisfecho Hoffmann.