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Cavi di alimentazione più duraturi per un’energia eolica più verde

Alcuni ricercatori hanno confrontato le prestazioni e l’usura di cavi sottomarini flessibili, scoprendo che un dispositivo, chiamato rinforzo di flessione, ne aumenta notevolmente la vita utile, proteggendoli da danni e usura.

Tecnologie industriali
Energia

I collaudi di cavi dinamici svolti durante il progetto MARINET2, finanziato dall’UE, hanno prodotto risultati promettenti per l’estensione della resistenza alla fatica dei cavi destinati a future applicazioni eoliche offshore galleggianti. I test hanno dimostrato che l’aggiunta di un dispositivo noto come rinforzo di flessione aiuta i cavi di alimentazione a sopravvivere a un numero di cicli 3,7 volte maggiore, rendendoli inoltre il 72,5 % più rigidi rispetto ai cavi di alimentazione semplici. Il rinforzo di flessione viene utilizzato in parchi eolici offshore galleggianti e fissi, per proteggere le tubature flessibili e i cavi sottomarini dalla flessione eccessiva. Il materiale elastomerico da cui sono composti li rende adatti a sostenere il movimento constante tipico delle installazioni dinamiche, dovuto a onde e correnti. Grazie alla forma conica, questi dispositivi, come suggerisce il nome, rinforzano gradualmente la rigidità globale di un tubo o di un cavo, evitandone la flessione eccessiva nel punto terminale. Il collaudo si è svolto presso l’Università di Exeter nel Regno Unito, partner del progetto MARINET2. La progettazione e la fabbricazione sono state affidate a Hellenic Cables, per il cavo dinamico utilizzato, e all’azienda britannica CRP Subsea Ltd., per il rinforzo di flessione. Il cavo di alimentazione è stato collaudato con e senza il rinforzo di flessione per confrontare le prestazioni e l’usura. Durante il collaudo delle caratteristiche prestazionali, il cavo è stato piegato a un angolo di 3,7° sulla testa, mantenendo una forza costante di 40, 60 e 80 kilonewton (kN) nella parte terminale in un ciclo di 10 secondi. Durante la prova di fatica, il cavo è stato piegato a 4°, mantenendo una forza costante di 80 kN. La durata del ciclo è stata ridotta costantemente, da 10 secondi a 1 secondo, per ridurre al minimo la durata totale della prova. In un articolo pubblicato sul sito web «Ocean News & Technology», il responsabile di Ingegneria dei cavi presso Hellenic Cables, George Georgallis, ha definito «molto incoraggianti» i risultati delle prove di fatica sul cavo di alimentazione accoppiato con il rinforzo di flessione.

Benefici del rinforzo di flessione

«Si tratta di risultati incoraggianti, ma erano attesi. Spiegano perché l’utilizzo di un rinforzo di flessione di CRP Subsea è così importante in un sistema del genere», ha osservato John Duggan, ingegnere di prodotto capo presso CPR Subsea. «Il materiale del rinforzo di flessione di CRP Subsea è stato sottoposto a processi di qualificazione lunghi e rigorosi. Essi, insieme ai sistemi completi per la metodologia, la fabbricazione e la qualità della progettazione, sono stati sottoposti a revisione completa e approvati da Lloyds Register. Il nostro rinforzo di flessione è progettato per mantenere un cavo o un tubo flessibile sopra un determinato raggio minimo di curvatura in applicazioni dinamiche. Questo, a sua volta, allunga la vita del prodotto proteggendolo dai danni e dall’usura che possono derivare dalla flessione eccessiva.» Il prof. Lars Johanning dell’Università di Exeter, un importante ricercatore nel settore dell’energia e della tecnologia oceaniche, ha parlato del contributo apportato dal progetto alla tutela ambientale e all’economia: «L’energia eolica offshore galleggiante sarà un elemento fondamentale per il raggiungimento degli obiettivi globali di neutralità delle emissioni. Inoltre, avrà un profondo effetto sull’economia dell’Europa e del mondo, creando nuovi posti di lavoro nella filiera e fornendo una componente centrale per la ripresa ecologica post-pandemia. Siamo davvero entusiasti di lavorare con imprese innovative allo sviluppo di sottosistemi per l’industria offshore galleggiante». Il progetto MARINET2 (Marine Renewable Infrastructure Network for Enhancing Technologies 2) terminerà a dicembre 2021. Per maggiori informazioni, consultare: sito web del progetto MARINET2

Parole chiave

MARINET2, offshore, energia eolica, sottomarino, cavo, rinforzo di flessione, usura, prestazioni

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