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Construcción de parques eólicos marinos y protección de especies

Para promover la transición energética y la protección del clima, se deben construir más turbinas eólicas en el mar. Para que esto no se produzca a expensas de la protección de las especies, especialmente las marsopas portuarias amenazadas, la industria marítima, en cooperación con las autoridades responsables, se basa en medidas de protección probadas.

El rotor en el viento y la ballena a la vista

Puede ser bastante ruidoso para algunos habitantes del mar cuando se construye un parque eólico marino. Los ruidos fuertes surgen cuando los cimientos de las turbinas eólicas se hunden en el fondo del mar. Se han desarrollado varios métodos para proteger del ruido a las marsopas, las focas y las focas que viven en los mares del Norte y Báltico. Las marsopas comunes, en particular, son especies en peligro de extinción; los ruidos subacuáticos excesivos pueden dañar temporalmente su audición e interrumpir su comunicación. El ruido prolongado y muy fuerte también puede poner en peligro la vida de los animales. Para evitar que esto suceda, la industria offshore ha trabajado de la mano de las autoridades responsables, como la Agencia Federal Marítima e Hidrográfica (BSH) y el Ministerio Federal de Medio Ambiente (BMU), para asegurar que esto no suceda. inicialmente desarrollaron amplias medidas de protección juntas como parte de proyectos de investigación. Pero, ¿cómo funciona exactamente el montaje de aerogeneradores en el mar y cómo se protegen los mamíferos marinos del ruido producido?

Atraerse a lugares más tranquilos.

Durante la construcción de parques eólicos marinos, no se deben exceder los límites de ruido definidos. El impacto de los tubos de acero de una turbina eólica en el lecho marino a una distancia de 750 metros no debe ser superior a 160 decibeles en promedio y hasta un máximo de 190 decibelios como valor máximo. La BSH lo ha estipulado desde 2008. Durante todo el trabajo de construcción, el ruido subacuático es monitoreado por varios hidrófonos (dispositivos de medición especiales equipados con software) y estaciones de sonido subacuático. Los datos de ruido luego fluyen al BSH y se han publicado recientemente en la propia plataforma de la autoridad. MarinEARS recopilados a largo plazo. En el futuro, la base de datos debería registrar todo el ruido de fondo submarino en los mares del Norte y Báltico durante todo el año.

Antes de que comience el trabajo de construcción, se envían ruidos molestos alrededor del sitio de construcción para que los animales se mantengan alejados, los llamados Asco. En el pasado, se usaban pingers y "Seal Scarers" para este propósito; desde 2017, el BSH ha estado usando el Sistemas de protección de fauna Al frente. Estos dispositivos emiten ruidos más silenciosos en el rango de frecuencia más alto que los vibradores y los "asustadores de focas" y, por lo tanto, son más agradables para las marsopas y las focas.

En proyectos piloto de la empresa de investigación Bio Consult, el equipo incluso logró rastrear las actividades de los mamíferos marinos alrededor del sitio de construcción. monitorear en tiempo real. Después de la disuasión, se utilizan como estándar los denominados CPOD (“detectores de marsopas cetáceos”), boyas que registran el eco de las marsopas en la zona del punto de acumulación. Las boyas deben recuperarse para su evaluación, por lo que los datos no se pueden transmitir de inmediato. El equipo de Bio Consult probó las llamadas boyas WDS (“sistema de detección inalámbrica”). Transmiten sus datos por radio y permiten el monitoreo en tiempo real. Tan pronto como se reconociera una marsopa común cerca del punto de acumulación, se podían emitir inmediatamente ruidos adicionales de espanto.

Medidas de protección contra el ruido: rodee el ruido ...

Existen varios procesos técnicos y medidas individuales para contener el ruido subacuático que se produce cuando se instala una turbina eólica. Si combina ciertas medidas entre sí, a veces se pueden tragar más de 20 decibeles por hincado de pilotes. Sin embargo, no existe una solución única para todos: las medidas que se pueden utilizar dependen en gran medida de las condiciones locales, como la naturaleza del lecho marino, la corriente y la profundidad del agua. Pero, ¿cómo son exactamente los diferentes enfoques y dónde se utilizan?

Crear pequeñas burbujas de aire debajo del agua que tragan parte del sonido: esta es actualmente la medida de protección contra el ruido más común en Alemania. Están disponibles en versiones simples y dobles ("cortina de burbuja grande simple" - BBC; "cortina de burbuja grande doble" - DBBC). En casos raros, se utiliza un velo de triple burbuja. Uno o dos sistemas de mangueras o tuberías, que emiten burbujas ascendentes, se colocan en el lecho marino a una distancia relativamente grande alrededor del punto de embestida. En la variante más pequeña, la llamada pequeño velo de burbuja - Hay varios anillos directamente alrededor de la pila y generan las burbujas de aire. Si desea que las burbujas de aire se eleven independientemente de las corrientes submarinas, velo de burbuja guiado puede ser usado. Las burbujas de aire se elevan a lo largo de una membrana o pared.

Según la experiencia anterior, una cortina de burbuja doble (DBBC) puede ahorrar de 15 a 16 decibeles a profundidades de agua de alrededor de 40 metros. La cantidad de ruido que se puede contener también está determinada por factores como el tamaño de las boquillas en las mangueras, la cantidad de aire utilizado y la distancia y longitud de las mangueras de las boquillas.

También hay uno aquí Vídeo explicativo sobre el velo de bale de la empresa Hydrotechnik Lübeck.

la Silenciador hidráulico se utiliza en Alemania en combinación con una cortina de burbujas grande simple o doble. El sistema HSD consta de una red con elementos de espuma de varios tamaños. Cada uno de estos elementos HSD está sintonizado a diferentes frecuencias. Esto permite interceptar ruidos tanto altos como bajos a diferentes profundidades del mar. A diferencia de las cortinas de burbujas, la forma, el tamaño, el número y la disposición de las burbujas de aire artificiales se pueden ajustar con precisión con el supresor de ruido hidráulico.

Hasta ahora, este sistema de protección contra el ruido se ha utilizado de serie para la hinca de pilotes en monopilotes en los mares del Norte y Báltico. Esto puede ahorrar hasta diez decibeles por hincado de pilotes. Vattenfall utilizó el silenciador por primera vez durante la construcción del parque eólico marino Sandbank en 2015 probado y utilizado con éxito.

Si es necesario hincar pilotes de hasta ocho metros de diámetro en el lecho marino, el supresor de ruido hidráulico se suele combinar con una cortina de doble burbuja. Sin embargo, los valores sólidos de ahorro de las medidas individuales no pueden simplemente sumarse. En cambio, simplemente se puede absorber un poco más de sonido en total que las medidas individuales por sí solas.

En el Mar del Norte, gracias a una combinación de medidas, la obra de construcción ya era entre 18 y 19 decibelios más silenciosa. En el Mar Báltico alemán, las reducciones de ruido variaron más, lo que puede deberse a otras propiedades del fondo marino, dicen. Expertos del Instituto de Física Técnica y Aplicada. Dado que el Mar Báltico es más tranquilo y tiene menos corrientes que el Mar del Norte, suponen que allí se puede reducir aún más el ruido.

Los conductos son especialmente adecuados para la construcción de monopilotes. Con conceptos sofisticados, también se pueden utilizar con otro tipo de cimentaciones. Las tuberías están diseñadas con doble pared o como una variante de pared simple con aislamiento de aire, espuma o una cortina de burbujas que rodea toda la longitud del pilote. El uso puede manejarse de diferentes formas:

Una grúa tira de la tubería sobre el pilote ya depositado en el fondo marino; el pilote se introduce en el conducto del barco de montaje, luego se deposita en el lecho marino y se levanta después de la hinca de pilotes; o el conducto se baja mecánicamente al fondo del mar por el buque de construcción y solo entonces se baja el pilote. La viabilidad de este proceso se demostró durante la construcción del parque eólico marino “Riffgat”: se introdujeron 30 cimientos monopilotes en el fondo marino junto con una tubería de acero de doble pared de 30 metros de largo y 10 metros de ancho con una cortina de burbujas interna. El uso es logísticamente algo más complejo, sin embargo, ya que debe estar disponible una grúa y un espacio de almacenamiento correspondientes para el tubo de revestimiento.

Medidas de reducción de ruido: mucho menos ruido ...

Además de los métodos para evitar que el ruido subacuático se propague, también hay formas de no generar tanto ruido en primer lugar. Los denominados sistemas de reducción de ruido garantizan esto. Lo que suena voluminoso en la jerga técnica es en principio simple. Presentamos algunos enfoques.

Con esta medida, no se aísla el sonido, pero se reduce el nivel de la fuente. Esto es posible, para decirlo de manera casual, golpeando con menos fuerza, lo que a su vez se puede compensar con un martillo más grande. Según la experiencia anterior, se pueden ahorrar de dos a tres decibeles por cada reducción a la mitad de la fuerza de empuje del pilote. Sobre la base de estos hallazgos, en los últimos años se ha establecido en Alemania un método de hincado de pilotes denominado "optimizado para el sonido". Esta es una posible martillo de pila grande de última generación con un espesor de ariete reducido entre un 50 y un 60 por ciento. El proceso se puede combinar fácilmente con una segunda medida de insonorización, como una cortina de burbujas.

Las turbinas eólicas más grandes tienen más capacidad, por lo que la capacidad de megavatios deseada se puede lograr más rápidamente con la construcción de sistemas más grandes y se deben realizar menos trabajos de hincado de pilotes, lo que generalmente causa menos ruido.

Una combinación de sacudidas y embestidas puede acortar la duración de la embestida ruidosa. Al agitar, deje las pesas giratorias en el Martillo vibratorio Vibrar el poste, empujándolo hacia el fondo del mar. El martillo vibratorio hace que la pila vibre verticalmente a una frecuencia de alrededor de 20 corazones. Este "ruido de vibración" en el rango de frecuencias más bajas ya no se propaga en las aguas poco profundas de los mares del Norte y Báltico. Sin embargo, también se producen vibraciones de mayor frecuencia, que acompañan al nivel de sonido en el agua cuando se utiliza el martillo vibratorio. Este método aún requiere algunas investigaciones para comprender mejor los efectos sobre el suelo y la estabilidad de los cimientos.

Pero también funciona sin embestir. Además de las clásicas tuberías de acero (monopilotes), también existe el método de "chaqueta de cubo de succión" con cimientos de cubo de succión. Los cimientos, que parecen baldes vueltos hacia arriba, se aspiran al suelo casi en silencio mediante presión negativa. Estos cimientos se han utilizado en la industria del petróleo y el gas durante muchos años. Orsted fue la primera empresa en adoptar la tecnología para las turbinas eólicas y en 2014 en el parque eólico "Borkum Riffgrund 1" Probado por primera vez. Para "Borkum Riffgrund 2" Se utilizaron 20 de estos cimientos. Con el “Proyecto Marino de la Bahía de Aberdeen” frente a Escocia, Vattenfall ha construido un parque completo sobre estos cimientos de cubos de succión.

Tras la pista de las ballenas, ¿qué dicen los estudios?

En 2019, la Asociación Federal de Operadores de Parques Eólicos Marinos anunció encargó un estudio, que examinó los efectos del hincado de pilotes en la construcción de parques eólicos marinos y las ondas sonoras resultantes en las marsopas en el Mar del Norte alemán. En el denominado estudio global de efectos sonoros 2, se acompañó el trabajo de construcción de once parques eólicos en el Mar del Norte alemán. El objetivo era averiguar si las ondas sonoras contribuirían a expulsar a las marsopas de las aguas locales a largo plazo. El estudio fue realizado por BioConsult SH, IBL Umweltplanung y el Institute for Applied Ecosystem Research (IFaOe).

Para ello, los datos de hidrosonidos de los detectores forestales (C-POD), así como los datos de los recuentos de marsopas de la aeronave en la ensenada alemana de 2014 a 2016 y la base de datos de Estudio anterior de 2009 a 2013 evaluado. Los investigadores encontraron que la actividad de las marsopas se mantuvo constante. Sobre la base de estos datos no se pudo determinar un desplazamiento y una reducción de la población a largo plazo. Los resultados, sin embargo, indican constantes marsopas en el Mar del Norte alemán.

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