“No hay otra instalación con la capacidad de realizar gran oleaje, corriente y viento”
Simular el oleaje y las corrientes marinas que tienen lugar en aguas profundas y someras y recrear vientos de hasta 150 kilómetros por hora son algunas de las posibilidades que ofrece el Gran Tanque de Ingeniería Marítima del Instituto de Hidráulica Ambiental de Cantabria, inaugurado el pasado mes de marzo en Santander. Es una instalación única en el mundo que, en palabras de su responsable, Pedro Lomónaco, director del Laboratorio de Ingeniería Oceanográfica y de Costas, permitirá a la comunidad científica adentrarse en el fascinante y desconocido mundo marino. El Tanque abre un amplio abanico de posibilidades de investigación y ensayo en ámbitos que van desde la ingeniería marítimocostera hasta los estudios de energías renovables, y de la industria nuclear al entrenamiento de submarinistas en maniobras de alto riesgo. Representa una infraestructura que, en opinión de Lomónaco, incrementa la competitividad del sistema español de I+D+i y sirve como polo de atracción de investigadores y empresarios de todo el mundo.
¿Qué razones han llevado al Ministerio de Ciencia e Innovación a invertir en la construcción del gran Tanque de Pruebas de Ingeniería Marítima?
La realización de investigación básica y aplicada de alto nivel se ve, en la mayoría de las disciplinas, condicionada por la existencia de instalaciones experimentales científico-tecnológicas singulares de gran envergadura que, adicionalmente, deben estar dotadas de equipamiento e instrumentación de última generación. En consecuencia, y tras una iniciativa del Ministerio de Ciencia e Innovación, se efectuó un estudio para la identificación de la necesidad de instalaciones científico-tecnológicas singulares en España en el que se constató la ausencia de una instalación experimental en la que se pudieran realizar estudios de ingeniería marítima, oceanografía, recursos marinos y tecnología offshore. Al mismo tiempo, el Instituto de Hidráulica Ambiental de la Universidad de Cantabria demostró al Micinn la capacidad de desarrollar el proyecto, construirlo y, finalmente, operar la instalación.
“LAS PRIMERAS APLICACIONES DEL CCOB SON LOS ESTUDIOS RELACIONADOS CON LAS ENERGÍAS RENOVABLES. PERO TENDRÁ TAMBIÉN OTROS USOS, COMO EL ENTRENAMIENTO DE MANIOBRAS DE ALTO RIESGO EN SUBMARINISMO Y LA COMPROBACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE INSTRUMENTOS DE MEDIDA EN MAR ABIERTO”
¿Qué elementos técnicos lo integran?
La instalación experimental, originalmente conocida como el Gran Tanque de Ingeniería Marítima, se conoce hoy como el Cantabria Coastal and Ocean Basin (CCOB), debido a que la instalación se compone de varios elementos, además del propio gran tanque. El CCOB es un diseño conceptual global, único en el mundo en el ámbito de la ingeniería marítima que se estructura a través de la integración de tres sistemas: un sistema de gestión experimental, otro de modelado físico y un tercero de modelado numérico. El sistema de modelado físico se constituye de infraestructuras experimentales entre las que destaca el tanque de oleaje oceánico-costero y el canal de oleajecorriente-tsunamis. De forma particular, el tanque de oleaje es, fundamentalmente, una piscina de 44 m de anchura por 30 m de longitud, con capacidad de realizar ensayos a una profundidad que puede variarse entre 20 cm y 3,8 m. En el tanque pueden simularse condiciones oceanográficas con oleaje, corriente y viento en un amplio abanico de magnitudes y direcciones. Adicionalmente, dispone de un foso de 6 m de diámetro y profundidad variable, que puede llegar a ofrecer un máximo de 12 m. Por otro lado, el canal de oleaje-corriente-tsunamis tiene 56 m de longitud y 2 m de anchura, y permite la realización de ensayos con una profundidad entre 0,1 m y 1,4 m y ha sido concebido para la simulación de oleaje y corriente y su interacción con estructuras fijas o flotantes, en las que el sistema de generación de oleaje está especialmente diseñado para el modelado de tsunamis. El sistema de modelado numérico avanzado representa fielmente el tanque de oleaje oceánico-costero y el canal de oleaje-corriente-tsunamis, y permite, por tanto, un “espejo numérico” de las infraestructuras. Los espejos numéricos se ofrecerán a los investigadores externos e internos como parte de los servicios proporcionados en el CCOB. Finalmente, el sistema de gestión experimental permite el control parcial de la experimentación (sala de control virtual); la observación, la ejecución de ensayos numéricos, la gestión de datos y la transferencia de resultados online, lo que permite conseguir el máximo rendimiento y eficiencia por parte de los usuarios internos y externos.
Acaba de describir esta instalación como única en el mundo. ¿Podría detallarnos dónde reside su singularidad?
Por un lado, el sistema de gestión experimental al que acabo de hacer referencia es, en sí mismo, único, ya que convencionalmente los centros de investigación, abordan los estudios sobre ingeniería marítima y costera ya sea con modelos numéricos o con modelos físicos, mientras que la coexistencia de instalaciones experimentales de última generación con su espejo numérico, calibrado y empleado para la optimización del diseño de los ensayos y la generación de casos adicionales, es una combinación única en el mundo. Por otro lado, las capacidades específicas del tanque de oleaje lo hacen también único en el mundo, ya que no existe una instalación similar con la capacidad de realizar oleaje de gran magnitud, corriente y viento, todos ellos en cualquier dirección y con la capacidad de elegir la profundidad entre 20 cm y 3,8 m. Asimismo, resulta también único en el mundo por la posibilidad de variar la profundidad adicional en el foso, pues puede aumentar hasta 8 m la profundidad del tanque, llegando a un máximo de casi 12 m. La calidad y magnitud de las condiciones oceanográficas generadas también es parte de la singularidad. Aunque existen instalaciones semejantes en el mundo que pueden generar viento, oleaje o corrientes de la misma magnitud, ninguna es capaz de poder hacerlo de forma simultánea (aquellas que lo hacen no ofrecen la misma magnitud, ni la multidireccionalidad) y ninguna es capaz de producirla con la calidad y control que ofrece el CCOB. Adicionalmente, tampoco ninguna puede realizar ensayos oceánicos y costeros al mismo tiempo.
¿Qué aplicaciones asociadas a la existencia del tanque destacaría?
Evidentemente, las primeras aplicaciones destacables son los estudios relacionados con las energías renovables, particularmente los estudios en los que se involucra la coexistencia de oleaje, corriente y viento. Sin embargo, otra aplicación, tal vez menos científicas pero no por ello menos interesantes, es el empleo del CCOB como instalación para el entrenamiento de maniobras de alto riesgo en submarinismo, o para certificar y comprobar el funcionamiento de instrumentos de medida en mar abierto.
¿Cree que el tanque servirá como foco de atracción para que los inversores se decidan a entrar en el sector de las renovables de origen marino?
Por supuesto. El primer escollo que los inversores y promotores deben salvar es el estudio de viabilidad de los diferentes conceptos e ideas que se están vislumbrando en el sector. Sin embargo, dichos estudios requerían de una instalación experimental de gran envergadura y diseñada de acuerdo con las necesidades y tecnología actuales, inexistentes, muy caras de operar o colapsadas por la demanda actual. El CCOB satisface, precisamente, dicha necesidad. La consecuencia inmediata a los ensayos de viabilidad es la evolución y optimización de los prototipos, hasta llegar a soluciones comerciales que pueden ensayarse para verificar su productividad, así como su posible efecto en la dinámica marina.
¿Podría describir las principales líneas de investigación que se pretenden llevar a cabo en el tanque?
Las líneas de investigación más relevantes son ingeniería oceanográfica, tecnología offshore, ingeniería de costas, ingeniería portuaria, seguridad y fiabilidad en el medio marino, recursos no vivos en el medio marino (energía, espacio, materiales), mecánica de fluidos computacional en ingeniería marítima (CFD), ciencia y tecnología para regiones polares y ciencia y tecnología de los materiales asociada a la tecnología offshore, entre otras. Todas estas disciplinas son, por sí mismas, una enciclopedia de líneas de investigación tan amplia como para mantener al CCOB ocupado por muchos años. Y es que no debemos olvidar que el medio marino es uno de los ámbitos más complejos y fascinantes y menos conocidos del ser humano.
¿Cómo puede contribuir el CCOB a incrementar la competitividad del sistema de I+D+i de las empresas españolas?
El CCOB proporciona a cualquier empresa la capacidad de diseñar, evaluar y comprobar el comportamiento de ideas y proyectos nuevos, empleando para ello una instalación de última generación, referente mundial en calidad y capacidades. Asimismo, el CCOB ha sido ya un elemento que ha contribuido a mejorar la competitividad de las empresas españolas. Me refiero a las empresas que han intervenido en el diseño, construcción y equipamiento de los distintos elementos que componen el CCOB, tales como el generador de oleaje, los disipadores pasivos perimetrales, la tapa flotante del foso, el generador de viento, etc. De hecho, el 95% de los equipos y elementos que componen el CCOB fueron diseñados, construidos e instalados por empresas españolas, muchas de ellas cántabras. Al ser el CCOB un estandarte científico-tecnológico por su envergadura, calidad y capacidad, lo son también las empresas involucradas en su concepción y desarrollo, incluido el IH Cantabria.
