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Parques eólicos marítimos (offshore)

Se les llama offshore (offshore wind park) a los parques eólicos situados dentro mar adentro. El desarrollo comercial de este tipo de parques ha tenido lugar desde alrededor del año 2000 en adelante; si bien las primeras instalaciones de parques marítimos tuvieron lugar en los lejanos setenta..  
Lo más característico de estos parques offshore, y los motivos que explican su proliferación en los últimos años, pasan por los siguientes puntos:
-No presentan limitaciones en cuanto al uso del suelo y de los diversos impactos, como el impacto visual, el impacto paisajístico o el uso de espacios naturales en tierra con otras aplicaciones. 
-No hay problemas de impacto sonoro alguno en humanos, por lo que las palas de los aerogeneradores pueden girar a mayor velocidad que las de los aerogeneradores en tierra. 
-La superficie marina está libre de obstáculos y tiene una muy baja rugosidad, por lo que la turbulencia es menor. Así, la velocidad del viento aumenta con la altura más rápidamente que en la tierra, por lo que las torres de instalaciones marítimas pueden ser de menor altura que las terrestres, con la consiguiente disminución de los costos de inversión. De esta forma se compensa en parte el sobrecosto de la construcción en la plataforma marítima. 
-Debido también a que la turbulencia del viento es mucho menor en el mar por esa ausencia de obstáculos, los esfuerzos y la fatiga sobre el aerogenerador son menores, y mayor su vida útil. 
Fue en Nogersud  el lugar escogido en el mar Báltico sueco para instalar la primera turbina,  que no parque, con una potencia de 220kW.  El primer parque como tal fue en  Vindeby (Dinamarca) y tuvo una finalidad demostrativa. Comenzó su andadura también  en 1991, con once turbinas de 450 kW de la casa danesa BONUS (4,95 MW totales). Le siguieron Holanda, Suecia e Inglaterra m con parques concebidos  para la investigación y la exploración. El primer parque marítimo en ser explotado para fines comerciales se instaló en Middelgrundenm -Copenhagen, Dinamarca, en el 2001, con  una capacidad de 40 MW. Está compuesto por veinte máquinas BONUS de 2MW. Además de estos cuatro países, a finales del 2004 aparece también el primer parque en Irlanda., con una potencia acumulada de 25 MW.  En ese mismo año. 
Con los objetivos de acercar los parques energéticos eólicos a las regiones del mundo que son las más altas consumidoras de energía, y de disminuir los problemas de transmisión y distribución interna dentro del propio Estado; son muchos los países dónde se han propuesto más o menos ambiciosos programas de instalación de parques eólicos offshore.  
Por otro lado, los costes de este tipo de parques aumentan fundamentalmente debido a los gastos de construcción, cimentación e instalación, así como de interconexión eléctrica con la costa.  
DIFERENCIAS TÉCNICAS: Las velocidades promedio son por lo general , como ya vimos, mayores que en tierra, por lo que la potencia eólica disponible es mayor con respeto a los parques eólicos marítimos situados en la costa más cercana. Las torres de las máquinas pueden ser más bajas, pues debido a la baja turbulencia y la poca rugosidad superficial, la velocidad aumenta más rápidamente con la alturas que en tierra. Las torres y las cimentaciones deben ser lo suficientemente fuertes para resistir el oleaje que impera en sus alrededores, que pueden llegar a ser hasta de 20 metros, como en algunos lugares del Mar del Norte en los que ya están instalados este tipo de parques.  En los cálculos de diseño debe tenerse en cuenta la presión dinámica producto de estar sumergidos en el agua, el movimiento de las olas y la oscilación natural propia de la torre.  
  
Tres tipos de cimentaciones han sido concebidas para estas máquinas.
La torre de pilote o monopilote no necesita preparación del fondo de mar, y han sido las más empleadas. Para su instalación es preciso perforar en el fondo del mar. Consisten en un tubo de acero auto sustentado que se introduce unos 10-20 metros en el fondo del mar. Se caracterizan por un suave balanceo y son adecuadas para profundidades de hasta 25 metros. Las de trípode son hechas con construcciones de acero de tres patas y suelen estar enterradas con barras en el fondo del mar. Son más rígidas que las anteriores, por lo que también es menor su balanceo. Se acomodan en instalaciones a grandes profundidades del mar. Las de islas artificiales de concreto se emplean para profundidades menores, ya que su costo es menor, ya que su coste es mayor cuanto más profundo se encuentra la base del lecho marino. Para las mayores profundidades se proponen  boyas que soporten una o más turbinas, o pontones, que soporten múltiples turbinas. 
Las instalaciones eólicas marítimas deben ser resistentes a la corrosión proveniente del aire del mar, que es altamente húmedo y salado. Por lo que todo el sistema dentro de la góndola debe estar herméticamente cerrado. También debe tener un sistema de enfriamiento por las altas temperaturas que en verano deben resistir, que afectan a  la calidad del lubricante, dañan los componentes electrónicos y expanden las partes mecánicas. La electricidad producida por la turbina tiene parámetros similares a los de las instalaciones terrestres, y debe ser entregada a la red eléctrica que se encuentra en la costa más cercana.  Como se sabe, para evitar pérdidas de potencia,  la transmisión de la electricidad es mejor mientras cuanto mayor es el voltaje, de aquí que en estos parques la tensión sea aumentada en subestaciones marítimas cercanas al parque, entre este y la red de tierra. Por lo tanto, la electricidad es transmitida a la red eléctrica terrestre, que suele estar a mayor distancia. 
Los parques eólicos marítimos deben estar altamente protegidos contra las tormentas eléctricas,  debido a que en altamar son más sensibles a ser alcanzados por estos fenómenos que afectan principalmente a las palas y a los sistemas electrónicos- Los cimientos y las torres de los parques eólicos marítimos están sometidos  a fuertes cargas provenientes del viento y de las olas, por separado o en combinación. Las cargas dependen de parámetros tales como la velocidad del viento, la turbulencia o la profundidad de las aguas,  la altura de las olas, las formaciones geológicas y el tipo de parque. Para estimar las cargas es necesario conocer diversos datos y variables, como el peso de las palas y a góndola, datos que solo los fabricantes pueden ofrecer. Los ingenieros de proyecto deben  ser capaces de prever las vibraciones y la fatiga a la que estarán expuestos los parques eólicos que se diseñan al contemplar los estudios previos. 
Al no existir en estos parques Offshore limitación alguna en cuanto al impacto del ruido producido por estas, la velocidad de las palas puede alcanzar hasta 90 m/s en los bipalas y 75 M/s en los tripalas, por lo que la productividad de la turbina se incrementa. Al contrario, en los parques de tierra, la velocidad de la punta de la pala no suele superar los 65 m/s. 
Las condiciones de clima más severas , la profundidad de las aguas y las largas distancias hasta tierra hacen que se incrementen los costos de mantenimiento y decrezca la disponibilidad del tiempo de funcionamiento al aparecer reparaciones inesperadas, más complejas y caras de solventar que en parques continentales. 
Si bien dijimos que el daño acústico es prácticamente nulo, los proyectistas sí deben atender al ruido que recibe el océano. Este se transmite por la superficie del agua, y se refeja tanto en el fondo como en la superficie del mar. Este ruido puede ser causado por las vibraciones de la propia torre de la turbina y además puede alterar el equilibrio ecológico de las especies marítimas que conviven en las inmediaciones del parque.  
Requerimientos específicos para la instalación offshore: 
Para la instalación de parques eólicos marítimos es necesario tener en cuenta elementos que entra en contradicción con el desarrollo del proyecto, como son:
-Paso de ciclones y tormentas. – Reservas de minerales, como el petróleo. – Usos militares. – Actividad pesquera. – Aspectos medioambientales., principalmente los pasos de aves migratorias o las zonas de aprovechamiento pesquero.  – Tráfico aéreo y marítimo. – Derechos de Estados vecinos a la zona de funcionamiento e instalación del parque. – Explotación del turismo. – Existencia de comunicaciones  submarinas o cables de potencia. – Corrientes submarinas. 
Todos estos, y más, son elementos a valorar a la hora de tomar la decisión de instalar estos parques. Además del requisito fundamental del permiso que debe conceder la autoridad competente, emitiendo su aprobación legal de acuerdo a la normativa vigente en materia marítima y energética. Teniendo en cuenta estos requisitos, junto a factores citados más arriba como coste, profundidad de la plataforma marítima o nivel de oleaje en la zona, podemos llegar a la conclusión de que no todas las zonas de costa de los países son válidas para la instalación en ellas de este tipo de parque. 
 

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