Aspectos geotécnicos en la interacción vertical suelo - ducto submarino a partir de un modelamiento físico - Trejo Noreña, Pablo César (2022)
La intensificación en la exploración de gas y petróleo en aguas profundas impulsa avances de nuevas tecnologías para estimar el comportamiento de los ductos. Uno de los problemas complejos en la industria offshore es poder simular la interacción suelo – ducto que está asociada a grandes deformaciones del suelo. Técnicas de modelamiento centrífugo permiten una simulación apropiada del proceso de operación de los ductos utilizando modelos en escala reducida en laboratorio. Este trabajo presenta un análisis del problema de interacción suelo – ducto en el Touchdown point a partir de modelamiento en centrifuga de la actuación vertical de ductos asentados en el lecho marino para grandes amplitudes de movimientos cíclicos y a diferentes profundidades de enterramiento. Fueron procesados y evaluados 27 ensayos de actuación vertical para condiciones de desplazamiento controlado realizados en una mini centrifuga de brazo del laboratorio de geotecnia de la COPPE/UFRJ. Se utilizó un caolín previamente caracterizado en laboratorio para la elaboración de dos perfiles de resistencia de suelo que presentan valores coherentes con las obtenidas in situ. Los análisis comprenden tres fases: consolidación, penetración inicial del ducto y actuación vertical. Durante las fases de consolidación fueron monitoreados asentamientos y presión de poros y fueron comparados con el método Asaoka (1978). Los risers fueron simulados por dos ductos de diámetros de 0,3 y 0,5 m (prototipo). En la fase actuación, los registros de fuerza y desplazamiento fueron obtenidos a partir de la instrumentación en el ducto. La evaluación permitió conocer el comportamiento de interacción vertical a partir de las curvas de fuerza de compresión y extracción en una interacción cíclica. Los resultados obtenidos experimentalmente en las diferentes fases fueron consistentes con datos de la literatura. Además, fue desarrollado un modelo semiempírico basado en los estudios de Einav & Randolph (2005) y Yafrate & DeJong (2007) para evaluar de forma satisfactoria la fuerza vertical en relación al desplazamiento vertical en condiciones de suelo en estado intacto y remoldeado a partir del ensayo T-bar realizado in situ. Esta implementación es importante en la industria offshore para poder estimar los parámetros del suelo en la interacción vertical suelo - ducto que son útiles en el proyecto de ingeniería.