“Les vibracions incrementen el risc que una estructura falli”

Un dels objectius dels enginyers i investigadors que treballen per evitar la fatiga dels materials és buscar solucions per minimitzar l’impacte dels corrents en les estructures que es construeixen al mar, bàsicament plataformes petrolieres o instal·lacions per a energies alternatives. Ara, el grup de recerca Laboratori d’Interacció Fluid-Estructura (LIFE) de la URV, liderat per l’investigador Francisco Huera, ha estudiat un nou sistema per minimitzar l’impacte i el desgast que causen els corrents. Falta sotmetre’l a testos més exigents, però, de moment, els resultats que han obtingut donen bones solucions i ja s’han iniciat els tràmits per obtenir-ne la patent.

Perquè, ara per ara, quan les indústries estan intentant extreure el cru del fons marí, un dels problemes que troben és que aquests corrents generen moviments i vibracions a les estructures, sobretot a les canonades que porten el cru i als sistemes per perforar. Això genera fatiga estructural per culpa de càrregues periòdiques i s’acaba reduint la seva vida útil. Les vibracions incrementen el risc que una estructura falli.

En certa manera, sí. Però no hi ha accidents perquè es sobredimensionen molt les estructures, es treballa amb factors de seguretat altíssims. Però si es troba la manera de reduir la vibració, no cal sobredimensionar. Llavors, els costos es redueixen.

Les vibracions es donen perquè, quan hi ha aigua corrent al voltant d’un objecte, l’aigua se separa i dibuixa un deixant que genera forces al voltant de l’estructura. Les vibracions les genera aquest deixant d’aigua. Hi ha moltes maneres d’intentar evitar-les. Les solucions passives són les que no impliquen una generació d’energia per evitar els corrents i consisteixen, bàsicament, en canviar la forma de l’estructura o en posar algun estri que permeti trencar el deixant i les formes oscil·lants. La nostra solució no és nova: es basa en posar una malla de ferro al voltant de l’estructura i evitar, així, l’acció del corrent d’aigua. El que és una novetat és determinar quines són les formes òptimes i la porositat de les malles que posem al voltant de l’estructura. Hem fet un estudi molt acurat en aquest sentit i hem patentat la mida i la configuració que ha de tenir la malla en funció de la mida i la forma de cada estructura.

Primer has de saber com és el flux, i el flux varia en funció d’un munt de factors. La interacció fluid-estructura és una de les parts més complexes de la física. Cal tenir en compte tipus de forma, les característiques geomètriques, la mida, la porositat...

Hem iniciat el procés de patent europea. Per poder entrar en el nivell comercial hem de fer més assajos, a escala més gran, perquè al laboratori no podem generar corrents equivalents a l’oceà, hem d’anar a instal·lacions més grans per poder fer simulacions més realistes.

Sobretot petrolieres i empreses dedicades a energies renovables. És una solució per a estructures esveltes sotmeses a corrents marins o corrents de vent.

Pensem més aviat en estructures marines, que poden fer uns quants quilòmetres de llarg i són més vulnerables a les vibracions dels corrents.

El projecte Zèfir, sí. Aquell tema el vaig seguir bastant de prop. L’IREC es va posar en contacte amb mi per portar un dels grups del projecte, però finalment hi va haver problemes de finançament i tot es va aturar. Havíem començat a fer feines per trobar solucions en aquest àmbit per als sistemes d’ancoratge dels molins de vent, que havien de ser flotants.

Quinze anys. La meva tesi doctoral ja tractava d’aquest tema.

En l’aspecte teòric hem anat avançant a poc a poc i hem anat publicant en revistes especialitzades. Patentar per patentar no tenia cap sentit. Ara sí.