Ingeniería geotécnica costa afuera
La ingeniería geotécnica costa afuera es un subcampo de la ingeniería geotécnica . Se ocupa del diseño de cimientos, la construcción, el mantenimiento y el desmantelamiento de estructuras hechas por el hombre en el mar . [1] Las plataformas petrolíferas , las islas artificiales y los oleoductos submarinos son ejemplos de este tipo de estructuras. El fondo marino tiene que ser capaz de soportar el peso de estas estructuras y las cargas aplicadas. Los peligros geológicos también deben tenerse en cuenta. La necesidad de desarrollos en alta mar surge de un agotamiento gradual de las reservas de hidrocarburos en tierra o cerca de las costas, a medida que se desarrollan nuevos campos a mayores distancias en alta mar y en aguas más profundas, [2]con una adaptación correspondiente de las investigaciones del sitio en alta mar. [3] Hoy en día, hay más de 7.000 plataformas en alta mar que operan a una profundidad de agua de hasta 2000 m y más. [2] Un desarrollo de campo típico se extiende sobre decenas de kilómetros cuadrados y puede comprender varias estructuras fijas, líneas de flujo dentro del campo con una tubería de exportación a la costa o conectada a una línea troncal regional. [4]
Un entorno marino tiene varias implicaciones para la ingeniería geotécnica. Estos incluyen los siguientes: [1] [4]
Las estructuras en alta mar están expuestas a diversas cargas ambientales: viento , olas , corrientes y, en océanos fríos, hielo marino e icebergs . [5] [6] Las cargas ambientales actúan principalmente en la dirección horizontal, pero también tienen un componente vertical. Algunas de estas cargas se transmiten a los cimientos (el lecho marino). Los regímenes de viento, olas y corrientes se pueden estimar a partir de datos meteorológicos y oceanográficos, que se denominan colectivamente como datos metoceánicos . También pueden ocurrir cargas inducidas por terremotos , que proceden en la dirección opuesta: desde los cimientos hasta la estructura. Dependiendo de la ubicación, otros peligros geológicostambién puede ser un problema. Todos estos fenómenos pueden afectar la integridad o la capacidad de servicio de la estructura y sus cimientos durante su vida útil operativa; deben tenerse en cuenta en el diseño en alta mar.
Las fuerzas de las olas inducen el movimiento de las estructuras flotantes en los seis grados de libertad: son un criterio de diseño importante para las estructuras en alta mar. [8] [nota 1] Cuando el movimiento orbital de una ola alcanza el lecho marino, induce el transporte de sedimentos. Esto solo ocurre a una profundidad de agua de aproximadamente 200 metros (660 pies), que es el límite comúnmente adoptado entre aguas poco profundas y aguas profundas . La razón es que el movimiento orbital solo se extiende a una profundidad de agua que es la mitad de la longitud de onda, y generalmente se considera que la longitud de onda máxima posible es de 400 metros (1300 pies). [6] En aguas poco profundas, las olas pueden generar una acumulación de presión intersticial en el suelo, lo que puede provocar un deslizamiento del flujo, y el impacto repetido en una plataforma puede causarlicuefacción y pérdida de soporte. [6]
Las corrientes son una fuente de carga horizontal para las estructuras en alta mar. Debido al efecto Bernoulli , también pueden ejercer fuerzas hacia arriba o hacia abajo sobre las superficies estructurales y pueden inducir la vibración de los cables y las tuberías. [6] Las corrientes son responsables de los remolinos alrededor de una estructura, que provocan la socavación y la erosión del suelo. [6] Existen varios tipos de corrientes: de circulación oceánica , geostróficas , de marea , impulsadas por el viento y de densidad . [6]
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