MÉTODO SIMPLIFICADO PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL DE PLATAFORMAS MARINAS DE BASE FIJA SOMETIDAS A CARGAS DE OLEAJE

Abstract

Las plataformas marinas son estructuras de acero que se encuentran en un ambiente rodeado por el agua de mar cumpliendo diferentes funciones como la exploración y explotación de recursos fósiles. Tal como es común en las estructuras, las plataformas marinas también tienen una vida útil, lo que significa que debe evaluarse su integridad estructural cada cierto periodo de tiempo. Por tal motivo, es necesario conocer el comportamiento estructural. Para cubrir tal necesidad en este trabajo se propone un método simplificado que permite obtener las respuestas elásticas de la estructura tales como: el periodo fundamental de vibración, el desplazamiento lateral máximo, la fuerza axial máxima y el momento flector máximo sobre el elemento más solicitado.  Para lograr tal objetivo se seleccionó un conjunto de cinco plataformas marinas y se realizó el análisis dinámico para determinar las respuestas reales. Luego se estudiaron las características fundamentales de la estructura tales como: la altura total, la profundidad sumergida, los diámetros de los elementos principales y secundarios, el tipo de arriostre, y la fijación al fondo marino, y también se estudiaron las características correspondientes al oleaje tales como: la altura de la ola, el periodo de la ola. De esta manera, fue factible analizar éste tipo no convencional de estructuras en forma paramétrica mediante un conjunto de casos generados mediante una combinatoria. Las estructuras paramétricas también fueron analizadas debido a la acción de las cargas del oleaje obteniéndose respuestas que fueron calibradas con respuestas reales obtenidas inicialmente.  Cada una de las respuestas de interés de la estructura se graficaron teniendo en cuenta la variación de los parámetros adoptados. Se analizó la forma en que la respuesta varía cuando variaron los parámetros elegidos y se apreció la tendencia que mostraba cada gráfica. Se propuso expresiones analíticas que pueden ser usadas para estimar las respuestas como el periodo fundamental de vibración, el desplazamiento lateral máximo, la fuerza axial máxima y el momento flector máximo. De este trabajo se obtuvo conclusiones cualitativas y cuantitativas. Las conclusiones cualitativas fueron: Los parámetros considerados son válidos para representar la estructura y las condiciones que lo rodean. El modelo simplificado empleado resulta muy útil para realizar un análisis dinámico y obtener respuestas de interés de una manera ágil. Las conclusiones cuantitativas extraídas fueron: Las expresiones propuestas otorgan una buena aproximación alcanzando errores relativos máximos del 12% para la estimación del periodo fundamental de la estructura, 30% para la estimación del desplazamiento lateral máximo de la estructura, 32% para la estimación de la fuerza axial máxima y 29% en la estimación del momento flector máximo en el elemento más solicitado, valores útiles para obtener referencias iniciales de las respuestas de interés.