Descubra cómo la energía eólica flotante está revolucionando la producción de energía renovable marina con tecnologías innovadoras, anclaje avanzado y potencial en aguas profundas.

por Orizio Luca

En los últimos años, el sector de las energías renovables ha experimentado un rápido crecimiento en las instalaciones eólicas, tanto terrestres como marinas . Sin embargo, si bien los parques eólicos marinos tradicionales se han instalado principalmente en aguas poco profundas, a menudo a menos de 60 metros de profundidad, la demanda de nuevos emplazamientos y la escasez de terrenos disponibles cerca de la costa han impulsado a la industria a explorar soluciones innovadoras para aguas más profundas. Aquí es donde entra en juego la energía eólica flotante, una tecnología en rápida evolución que puede abrir nuevos horizontes para la producción de energía en mar abierto, donde el viento es más fuerte, más constante y el espacio prácticamente ilimitado.

Pero ¿qué es realmente la energía eólica flotante? ¿ Cómo funcionan las plataformas flotantes y cuáles son los retos técnicos relacionados con el fondeo? ¿Cuáles son las perspectivas de esta tecnología en términos de potencial energético e impacto ambiental? Este artículo pretende ofrecer una visión técnica exhaustiva del estado del arte de la energía eólica flotante, analizando las principales tecnologías disponibles en la actualidad, los sistemas de fondeo y el enorme potencial que ofrecen las aguas profundas marinas.

Viento flotante: principios, diferencias y motivaciones

La energía eólica flotante representa una solución de ingeniería diseñada para instalar aerogeneradores en plataformas flotantes ancladas al fondo marino, a diferencia de las plantas de "fondo fijo" más comunes, donde las torres se fijan a estructuras que descansan directamente sobre el fondo marino. Esta diferencia de diseño permite que las plantas flotantes se ubiquen en aguas mucho más profundas, generalmente entre 60 y 1000 metros, superando así las limitaciones técnicas y económicas de las cimentaciones tradicionales.

El uso de la energía eólica flotante surge de la necesidad de explotar zonas marinas más alejadas de la costa, donde la potencia y la consistencia del viento son mayores, pero el fondo marino se vuelve rápidamente demasiado profundo para los sistemas convencionales. Por ejemplo, en los mares del norte de Europa, Japón, la costa oeste de Estados Unidos y, más recientemente, en el Mediterráneo y algunas zonas del Atlántico, la disponibilidad de fondos marinos profundos y la necesidad de descarbonización han acelerado el interés en la energía eólica flotante.

Esta tecnología promete reducir significativamente el coste nivelado de la energía (LCOE), aumentar la competitividad de la energía eólica frente a los combustibles fósiles y permitir la producción industrial de hidrógeno verde en alta mar, gracias a la integración directa con los sistemas de electrólisis.

Las principales tecnologías de las plataformas flotantes

El núcleo de la energía eólica flotante lo constituyen las plataformas flotantes que soportan las turbinas. En los últimos años, han surgido tres tipos principales de plataformas, cada una con características técnicas y de aplicación específicas.

Boyas de espolón (o plataformas flotantes de postes)

La tecnología Spar se basa en un cilindro hueco alargado, lastrado en la parte inferior, que proporciona estabilidad a la estructura aprovechando el principio del bajo centro de gravedad. La plataforma está parcialmente sumergida (incluso decenas de metros), lo que permite una excelente resistencia al oleaje y una excursión vertical limitada de la turbina. Sin embargo, su gran calado hace que estas plataformas solo sean aptas para emplazamientos con fondos marinos muy profundos y con posibilidad de montaje en dársenas portuarias adecuadas. El ejemplo más conocido de esta tecnología es el Hywind de Equinor, instalado en Escocia.

Semisumergible (semisumergible)

Las plataformas semisumergibles se componen de múltiples elementos flotantes, dispuestos en geometría triangular o cuadrada, conectados entre sí mediante estructuras reticulares y lastrados de forma distribuida. Esta solución ofrece buena estabilidad incluso en presencia de oleaje y permite su montaje e implementación en puertos con calados limitados. Actualmente, son el tipo más extendido en proyectos piloto y comerciales, como lo demuestra el proyecto WindFloat en Portugal.

Plataforma de piernas en tensión (TLP)

Las plataformas de propulsión a presión (TLP) utilizan cables tensados verticalmente (patas de tensión) anclados al fondo marino, que mantienen la plataforma en su posición y minimizan los movimientos verticales debidos al oleaje. Gracias a la tensión permanente de los cables, estas plataformas son muy estables y pueden albergar turbinas de gran tamaño. Sin embargo, la complejidad de ingeniería de los anclajes limita actualmente su implementación comercial, aunque son prometedoras para sitios con vientos fuertes y a grandes profundidades.

Además de estas soluciones, la investigación está desarrollando variantes híbridas y modelos experimentales, a menudo adaptando tecnologías ya utilizadas en la industria del petróleo y gas offshore, con el objetivo de reducir costes, simplificar el montaje y mejorar la resistencia a las condiciones extremas del mar abierto.

Sistemas de anclaje y cables: un desafío de ingeniería

Uno de los aspectos técnicos más críticos de la energía eólica flotante reside en los sistemas de anclaje. Las plataformas flotantes deben estar firmemente fijadas al fondo marino para resistir vientos, olas, corrientes y mareas de tempestad, pero también ser lo suficientemente flexibles como para absorber los movimientos inducidos por la dinámica marina, evitando así tensiones excesivas en la turbina y la propia estructura.

Los principales sistemas de anclaje utilizados son:

Cadenas y cables de catenaria: el sistema más sencillo, que aprovecha el peso de la cadena/cable y su forma curva (catenaria) para absorber las fuerzas horizontales. Es adecuado para fondos marinos blandos y profundos, pero requiere amplias zonas de amortiguación alrededor de la plataforma.

- Pata tensada: Los cables se extienden entre la plataforma y el fondo marino mediante anclas o postes hincados. Permiten una mayor precisión en el posicionamiento y reducen la huella en el fondo marino, pero requieren materiales de alta resistencia y sistemas de tensado complejos.

- Anclas de succión o hélice: se utilizan para fijar cables o cadenas al fondo marino, se eligen en función de la naturaleza geotécnica del lugar (arena, arcilla, roca, etc.) y de las características clima-marinas.

También debe prestarse especial atención a los cables eléctricos submarinos, encargados de transportar la energía producida por la turbina a tierra firme o a una estación de recolección en alta mar. Estos deben ser flexibles y resistentes, capaces de seguir los movimientos de la plataforma sin sufrir daños, y suelen estar equipados con protección especial contra la abrasión, las corrientes y la corrosión.

Potencial y ventajas de la energía eólica flotante en aguas profundas

La energía eólica flotante supera muchas de las limitaciones de las instalaciones marinas tradicionales, ofreciendo ventajas técnicas, económicas y medioambientales:

- Acceso a sitios más ventosos y menos explotados: las plataformas flotantes pueden ubicarse en zonas alejadas de la costa, donde los vientos son más fuertes y constantes, aumentando significativamente la producción media anual de las turbinas.

- Reducción del impacto visual y paisajístico: el alejamiento de la costa permite minimizar la afección al paisaje y la interferencia con las actividades turísticas, pesqueras y marítimas.

- Potencial de instalación en expansión: Las aguas profundas representan una superficie potencialmente extensa. Según algunas estimaciones, solo el Mediterráneo podría albergar plantas flotantes capaces de generar más de 500 GW de energía, una cifra superior a las necesidades eléctricas de varios países europeos.

- Innovación y creación de cadenas de suministro industriales: el nacimiento de una nueva industria alrededor de plataformas flotantes puede generar desarrollo económico, innovación y empleo, especialmente en los sectores naval, de ingeniería y manufacturero.

Los beneficios no se limitan a la producción de energía. La energía eólica flotante puede facilitar la descarbonización de los sectores industriales marinos (petróleo, gas, minería), permitir la producción de hidrógeno verde directamente en el mar y, en el futuro, integrarse con sistemas de almacenamiento y redes inteligentes.

Problemas críticos y desafíos tecnológicos

A pesar de su gran potencial, la energía eólica flotante aún enfrenta desafíos importantes antes de convertirse en una tecnología generalizada:

- Los costes de inversión siguen siendo elevados: aunque están disminuyendo rápidamente, los costes de plataformas, anclajes y cables siguen siendo más elevados que los de las instalaciones fijas.

Fiabilidad y durabilidad de los materiales: el entorno marino, especialmente en aguas profundas, es extremadamente corrosivo y está sujeto a fenómenos meteorológicos extremos. Se requiere innovación constante en materiales y sistemas de mantenimiento.

- Gestión del mantenimiento y la accesibilidad: Operar en plataformas flotantes alejadas de la costa conlleva nuevos retos logísticos, desde la vigilancia remota hasta técnicas de reparación mediante drones y robots submarinos.

- El impacto ambiental debe evaluarse cuidadosamente: deben monitorearse las interacciones entre los sistemas de anclaje y los ecosistemas bentónicos, así como los efectos sobre los mamíferos marinos y las rutas de migración de las aves.

Otro punto crucial se refiere a la estandarización regulatoria y a las autorizaciones, que hoy en día varían mucho de un país a otro y a menudo no se adaptan bien a esta nueva tecnología.

Estado del arte y estudios de casos internacionales

Actualmente, existen varios parques eólicos flotantes piloto y precomerciales en funcionamiento, principalmente en Europa y Asia. Algunos de los principales casos de estudio incluyen:

Hywind Scotland (Reino Unido): el primer parque eólico flotante comercial del mundo, con 30 MW de capacidad instalada, basado en tecnología de boyas de mástil.

WindFloat Atlantic (Portugal): plataformas semisumergibles con turbinas de 8,4 MW cada una, que han demostrado la fiabilidad de la tecnología incluso en condiciones meteorológicas y marítimas adversas.

Kincardine (Escocia): uno de los mayores parques flotantes, con una capacidad de 50 MW y plataformas semisumergibles.

Proyectos en Japón, Corea del Sur y Estados Unidos: donde la gran profundidad del lecho marino cerca de la costa a menudo hace que la flotación sea la única opción viable.

El Mediterráneo también se está acercando a esta tecnología, con proyectos piloto en Italia, España y Francia. Italia, en particular, promueve diversas iniciativas entre el Adriático, el Tirreno y el Canal de Sicilia, en las que participan importantes actores energéticos y empresas industriales locales.

Perspectivas futuras: Hacia una revolución energética offshore

Los escenarios a medio y largo plazo para la energía eólica flotante son sumamente prometedores. Según la AIE (Agencia Internacional de la Energía), el potencial técnico global de la energía eólica flotante supera los 10 000 GW, suficiente para cubrir varias veces la demanda mundial actual de electricidad. El crecimiento exponencial de las instalaciones, impulsado por la reducción de costes y la innovación continua, podría llevar a esta tecnología a representar una parte significativa de la matriz energética de muchos países costeros.

La competitividad frente a los combustibles fósiles y la energía eólica tradicional dependerá de la capacidad de la industria para estandarizar las plataformas, automatizar el ensamblaje y mejorar la eficiencia de los sistemas de anclaje y transmisión. Igualmente importante será el desarrollo de puertos industriales adecuados, cadenas de producción locales y la colaboración entre empresas energéticas y navales y startups innovadoras.

Otra frontera está representada por la sinergia entre la energía eólica flotante y otras tecnologías marinas, como la solar flotante, la producción de hidrógeno en alta mar y los sistemas de almacenamiento de energía submarino, para crear verdaderas “islas energéticas” autosuficientes y resilientes.

Conclusión: el papel de la energía eólica flotante en la transición ecológica

La energía eólica flotante representa uno de los retos tecnológicos más fascinantes de la transición energética, capaz de revolucionar la producción de energía renovable en aguas profundas de todo el mundo. Su potencial es inmenso, al igual que las oportunidades de desarrollo industrial, innovación y creación de nuevos empleos.

Para que esta tecnología se convierta en protagonista del panorama energético mundial, será fundamental invertir en investigación, experimentación y formación de profesionales, además de promover un marco regulatorio estable y transparente. Italia, con su posición geográfica estratégica y una larga tradición industrial marítima, puede desempeñar un papel fundamental en el desarrollo de la energía eólica flotante en el Mediterráneo.

Aún queda un largo camino por recorrer, pero los vientos de innovación soplan cada vez con más fuerza hacia el futuro de la energía limpia en mar abierto.

© Prohibida su reproducción