Petróleo y gas en aguas profundas: plataformas SPAR


Los avances tecnológicos permiten en la actualidad extraer gas y petroleo de aguas de mucha profundidad. Las plataformas llamadas SPAR han sido desarrolladas como alternativa a las tradicionales y son utilizadas en aguas de mucha profundidad, por encima de 1500-2000 metros de profundidad. Las primeras plataformas de este tipo comenzaron a operar en los 90, síntoma de que el desarrollo tecnológico es capaz de prolongar las existencias productivas de combustibles fósiles mucho más allá de las predicciones realizadas durante las décadas anteriores.

La siguiente imagen muestra los distintos tipos de plataformas existentes y la profundidad a las que suelen perforar el lecho marino.

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Aunque existen varios tipos de plataformas SPAR (tradicional, truss o cell), básicamente una plataforma Spar consiste en un cilindro de gran tamaño que a modo de boya aporta la flotabilidad necesaria. El concepto es similar al de un iceberg, pues la mayor parte del cilindro está sumergido. Esto hace que disminuya el centro de gravedad de la estructura haciéndola más estable a vientos, olas y mareas. Rellenar parte del cilindro con un líquido más denso que el agua es lo que permite obtener un centro de gravedad más bajo que el punto de flotabilidad. Puro Arquímedes en el siglo XXI.

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Los cilíndros suelen ir acompañado de una estructura espiral externa que aporta más estabilidad. Estas espirales eliminan en parte las turbulencias que puede generar el gran cilindro en el agua dirigiendo el flujo a través de las espirales de modo que no haya remolinos en el lado contrario a la corriente. Los movimientos laterales que pueden provocar estas turbulencias pueden llegar a ser de cientos de metros sobre la posición de la plataforma. Esas espirales podrían considerarse como alerones de un coche. Los alerones de un coche actúan como redireccionadores de las turbulencias creadas en el aire por un coche de modo que no se creen remolinos o zonas de baja presión en la parte exterior del coche que podrían desestabilizar el vehículo. Es cierto que no todos los coches tienen alerón pero es que no todos los coches circulan a velocidades suficientes para generar fenómenos violentos. ¿Algún F1 no lleva alerón? Todos. Un coche de 500kg a 320 km/h debe direccionar muy bien estas depresiones en la parte posterior del coche. Esta misma estructura de espirales la podreis encontrar en chimeneas de una refinería de estructura esbelta por ejemplo. Las espirales eliminan en parte el vortex que se genera tras ellas disminuyendo las vibraciones y movimientos de la estructura. En las chimeneas, una ventaja complementaria de hacerlas más aerodinámicas es que aumentan el tiro.

En la siguiente figura se muestra este efecto sobre dos chimeneas. Vemos como en la que no tiene helices, se producen fuerzas laterales, representadas por la superficie roja, mayores que en la que tiene las helices.

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Otra ventaja de las plataformas SPAR es que la parte superior del cilindro queda hueca y puede ser utilizada para la maquinaria de perforación, quedando protegida totalmente por la superficie exterior del cilindro. El espacio es oro en una plataforma.

 

Un experimento de colegio:

  1. Si colocamos un vaso de plástico vacío en la superficie del agua, este flotará pero cualquier ola o movimiento lo hará volcar. De hecho vuelca en seguida si no lo sujetamos.
  2. Si a ese mismo vaso le añadimos algo de agua sin llegar a rellenarlo se hundirá ligeramente pero al ser el centro de gravedad el mismo que el de flotación, cualquier desequilibrio lo hará volcar.
  3. Ahora bien, pongamos algo de mayor densidad en el vaso que haga bajar el centro de gravedad, por ejemplo unas piedras, echemos algo de agua también… Ahora el vaso consigue mantenerse a flote y esta vacío en parte. Básicamente este es el mismo concepto que usa un barco o una de estas plataformas SPAR. Simplemente se trata de un vaso de gran tamaño y en el fondo un gran peso, proporcionado por un líquido más denso que el agua lo que hace bajar el centro de gravedad de la estructura.

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Una vez depositado el cilindro de la plataforma SPAR en el punto requerido y alcanzada la estabilidad necesaria, se procede a anclar la estructura con varias cadenas al suelo marino. El anclaje más moderno se hace succionando el aire contenido dentro de los pilares de anclaje de modo que al estar depositado en el lecho marino, la succión obliga al pilar de anclaje a introducirse en el lecho. Este método es más sútil y mas sencillo a 2000 metros de profundidad que aplicar una fuerza directa sobre el anclaje, como si clavásemos un tornillo con un martillo. En el vídeo final sobre la plataforma Perdido lo explican muy bien.

 

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La plataforma PERDIDO es actualmente la que ostenta el record de perforación a mayor profundidad. Situada en el Golfo de Méjico desde 2009, la empresa Shell obtiene a través de ella combustible fósil a casi 3 kms de profundidad bajo el nivel del mar. Su construcción, desplazamiento al punto de operación e instalación dejan imágenes impresionantes:

 

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 Este documental explica en detalle todo lo comentado anteriormente. Y es de verdad impresionante.

 

 

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