Blog circa I cavi sottomarini sono fondamentali per la sicurezza energetica offshore

Cosa protegge le vitali "arterie" di potenza sepolte sotto l'oceano dall'erosione e garantisce il funzionamento stabile dei parchi eolici offshore? La risposta risiede in una tecnologia poco conosciuta ma cruciale: il Cable Protection System (CPS). Agendo come uno scudo corazzato per i cavi sottomarini, difende da numerose minacce provenienti dal complesso ambiente marino.

I cavi sottomarini fungono da collegamenti critici tra le installazioni energetiche offshore come i parchi eolici e le reti elettriche a terra. Tuttavia, l'ambiente sottomarino presenta molteplici pericoli, tra cui forti correnti, erosione della vita marina, ancore delle navi e attività geologiche. I danni ai cavi possono variare dalla riduzione dell'efficienza della trasmissione a interruzioni complete dei parchi eolici, con conseguenti perdite economiche significative e interruzioni dell'approvvigionamento energetico.

I Cable Protection Systems sono stati sviluppati appositamente per affrontare queste vulnerabilità. Queste soluzioni complete creano barriere fisiche attorno ai cavi per prolungarne la durata, ridurre i costi di manutenzione e migliorare l'affidabilità delle infrastrutture energetiche offshore.

CPS fornisce una protezione mirata in tre aree chiave:

• Protezione della Zona Dinamica: Dove i cavi passano dal fondale alle strutture offshore (come i monopali o i J-tube), il CPS fornisce un supporto aggiuntivo per ridurre al minimo lo stress da flessione e prevenire i danni da fatica.
• Protezione della Zona Statica: Per i cavi che poggiano sul fondale, il CPS previene i danni da superfici ruvide, abrasione delle rocce o crescita biologica, aggiungendo al contempo peso per la stabilità contro le correnti.
• Protezione dall'Erosione: Vicino alle strutture offshore dove l'erosione del fondale può lasciare i cavi sospesi, il CPS mitiga gli effetti dell'erosione per mantenere un adeguato supporto dei cavi.

L'implementazione del CPS offre molteplici vantaggi. Riduce i costi complessivi dei cavi minimizzando i requisiti di armatura eccessivi, prolunga la durata dei cavi per ridurre le spese di manutenzione a lungo termine e migliora significativamente l'affidabilità del sistema prevenendo interruzioni legate ai cavi.

Le installazioni tradizionali con J-tube erano costose e richiedevano rischiosi lavori subacquei post-piling. I moderni design CPS "lock-in" ora penetrano le pareti dei monopali attraverso aperture inclinate appositamente progettate, eliminando ulteriori operazioni subacquee. Questa innovazione è diventata uno standard del settore per i progetti monopali.

Concettualizzati per la prima volta nel 1929 come "guaine di armatura per cavi", i CPS a semigusci articolati rimangono ampiamente utilizzati per gli approcci a riva e le aree vulnerabili. Le versioni moderne presentano giunti sferici migliorati e una costruzione in ghisa duttile durevole, che funge da protezione e limitatore di flessione.

Un pericolo critico ma spesso trascurato riguarda il surriscaldamento dei cavi all'interno degli involucri CPS. Una dissipazione del calore inadeguata può accelerare l'affaticamento dell'isolamento, rendendo necessaria la sostituzione prematura dei cavi.

Gli incidenti ai cavi sottomarini rappresentano circa il 77% dei costi totali delle perdite dei parchi eolici a livello globale, una percentuale che è rimasta costante tra il 70-80% dal 2007.

Le prestazioni del CPS dipendono fortemente dalle condizioni del fondale. I sistemi galleggianti possono richiedere misure di stabilizzazione come tappeti di cemento o sacchi di roccia. Vicino ai monopali, un'eccessiva erosione può lasciare il CPS sospeso, richiedendo progetti in grado di supportare sia il loro peso che il cavo racchiuso.

Il settore favorisce sempre più le installazioni CPS senza sommozzatori per ridurre i costi ed eliminare i rischi per la sicurezza in ambienti pericolosi.

Gli sviluppatori devono pianificare attentamente i potenziali guasti del CPS, inclusi i metodi di recupero dei cavi. Alcuni progetti richiedono ancora l'intervento dei sommozzatori per la rimozione, mentre la sostituzione del CPS durante la vita operativa di un parco eolico richiede spesso costose riparazioni dei cavi.

Vari sistemi innovativi di limitazione della flessione continuano a emergere, inclusi sistemi vertebrali a base di polimeri che offrono alternative più leggere ai design in metallo. Tuttavia, le loro prestazioni a lungo termine richiedono un'attenta valutazione date le proprietà dei materiali polimerici.

Sebbene non esistano standard specifici per il CPS, DNVGL-RP-0360 per i cavi di alimentazione sottomarini in acque poco profonde include linee guida pertinenti per la protezione dell'interfaccia strutturale.