Un laboratorio flotante para la evaluación de materiales, componentes y equipamiento en un entorno 100% offshore.

Diseñado y operado por TECNALIA

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¿Qué es HarshLab?

HarshLab es un laboratorio flotante para la evaluación de materiales, componentes y equipamiento en un entorno 100% offshore.

Esta infraestructura flotante es única en Europa y es especialmente adecuada para el ensayo de nuevos materiales y soluciones contra la corrosión, envejecimiento y fouling en entorno marino en tres zonas de exposición diferentes: inmersión, salpicadura o splash y atmosférica.

1 - Zona atmosférica

Las muestras en la zona atmosférica está al menos 1,5m por encima de la superficie del mar, por lo que en función de las condiciones meteoceánicas recibirán salpicaduras de agua de mar o no. La orientación y la inclinación de las muestras es diferente en cada rack y determinarán la velocidad de la corrosión en cada uno de ellos.

2 - Zona de salpicadura o splash

Las muestras ensayadas en la zona splash están situadas a un máximo de 1m sobre la superficie del mar. Dado que el HarshLab se encuentra flotando en mar abierto, no está afectado por las mareas, por lo que las muestras están expuestas a continuas aportaciones de agua salada. De nuevo, existen diferencias según la orientación de cada rack, siendo los racks orientados a O-NO quienes reciben un impacto más directo de las olas.

3 - Zona de inmersión

Las muestras ensayadas en la zona de inmersión se encuentran a un máximo de 1,5m de profundidad debajo del agua, estando por ello fuertemente afectadas por el fouling. Durante los primeros meses de ensayo, son bacterias y microalgas quienes empiezan a colonizar las muestras. Posteriormente aparecen macroalgas, moluscos y larvas de distintas especies, creando un nuevo ecosistema que pondrá a prueba la resistencia de los materiales ensayados. De nuevo, el crecimiento de fouling está influenciado por la orientación de las muestras, observándose diferencias entre los distintos racks alrededor del HarshLab.

¿Por qué HarshLab?

​El sector de la energía está experimentando un claro movimiento hacia el mar. Mientras algunos subsectores como el del oil&gas ya realizaron esta transformación hace algunas décadas, la marinización supone un enorme reto para la energía eólica y es una exigencia evidente para la energía de las olas o de las corrientes. La corrosión y el fouling son dos de los mayores obstáculos en esta carrera hacia el mar, mientras que los exigentes esfuerzos mecánicos que supone el medio marino aceleran el envejecimiento de infraestructuras offshore y reduciendo así su vida útil.

HarshLab da respuesta a la demanda por parte de las empresas relacionadas con el entorno offshore de una infraestructura de ensayo de nuevos materiales y componentes en condiciones offshore reales donde poder testar los nuevos desarrollos antes de su puesta en el mercado.

TECNALIA ha diseñado, instalado y gestiona el HarshLab, un laboratorio único y abierto a cualquier entidad del mundo para el ensayo de materiales y componentes en medio offshore real.

Durante el primer año en funcionamiento se han caracterizado los fenómenos de corrosión y fouling que se dan en el HarshLab, gracias a los resultados obtenidos de ensayar más de 200 probetas y componentes pertenecientes a 10 empresas.

Las condiciones meteoceánicas son monitorizadas en continuo gracias a una red de estaciones meteorológicas y boyas oceanográficas instaladas en BiMEP y en los alrededores.

Los resultados obtenidos en el HarshLab pueden ser complementados con los observados en los laboratorios de corrosión y caracterización que disponemos en las instalaciones de TECNALIA. Aquí pueden realizarse ensayos adicionales de corrosión, caracterización de recubrimientos, envejecimientos en diferentes cámaras climáticas con o sin esfuerzos mecánicos, etc. Todo ello, según normas internacionales o requerimientos específicos del cliente:

  • Análisis, predicción, control y monitorización de la corrosión, así como asesoramiento en la elección de materiales para una determinada aplicación.
  • Caracterización y ensayo de materiales y recubrimientos (ej: composición química, microestructura, propiedades mecánicas, etc.).
  • Propiedades superficiales: rugosidad, adherencia, mojabilidad, dureza, …
  • Análisis de fallo en servicio y estimación de vida útil.
  • Caracterización del desgaste y fricción.
  • Envejecimiento en diferentes cámaras climáticas

SERVICIOS DATA LAB

HarshLab es más que un laboratorio para la evaluación de materiales y componentes en entorno offshore real.

Durante los ensayos en HarshLab se recogen multitud de datos que pueden ser facilitados a los usuarios (datos meteorológicos, oceánicos, velocidad de corrosión, aspecto…). Estos datos permitirán tomar decisiones a la hora de evaluar el comportamiento de los materiales y componentes en un medio offshore real.

Asimismo, podemos proporcionar valiosas correlaciones entre las variables observadas a través de técnicas avanzadas de análisis de datos.

Testimonios

«El laboratorio HarshLab es una oportunidad inmejorable tanto para nosotros como para nuestros clientes para validar nuestros desarrollos en condiciones offshore reales»

Aintzane Expósito, Vicinay Marine Innovación

«Los resultados, certificaciones y evaluaciones obtenidos durante los ensayos llevados a cabo en HarshLab potenciarán nuestra posición como proveedores de soluciones avanzadas de fijaciones»

Arkaitz Etxezarreta, Erreka Fastening Solutions

Un entorno 100% offshore

HarshLab está fondeado en el área experimental denominada BiMEP (Biscay Marine Energy Platform). Con una superficie total de 5,3 kilómetros cuadrados, BiMEP está situada en el Golfo de Bizkaia, a una distancia de 1,6 millas náuticas del pueblo de Armintza (Bizkaia, España)

BiMEP está bien comunicada con el pequeño puerto de Artmintza y se encuentra vigilada durante 24 horas al día por un sistema de cámaras y vigilantes equipados con una embarcación semirrígida propia. 

BiMEP está equipado para acoger ensayos de generadores de energía marinos, contando con una serie de cables submarinos de evacuación de energía a 13,2 kV – 5 MW y un centro de control y monitorización de las condiciones situado en el mismo puerto de Armintza.

Estas facilidades aseguran durante todo el año un rápido acceso al HarshLab en alrededor de 10’ de navegación, siempre que las condiciones del mar lo permitan.

Ensayando en HarshLab

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Ensayos de corrosión

El entorno marino está asegurado, siendo la clasificación de la corrosividad calificada como CX para las zonas atmosférica y de salpicadura y de Im2 para la zona de inmersión. Esta última, al situarse inmediatamente debajo de la superficie del agua y recibir abundante radiación solar, es particularmente proclive a la formación de fouling, lo que supone una inmejorable oportunidad para estudiar la influencia del fouling en las etapas iniciales de la corrosión en materiales y cómo la presencia de algas, lapas, mejillones y otros organismos que se adhieren a la superficie de las muestras afectan a la resistencia a la corrosión de distintos materiales.

Soluciones Antifouling

BiMEP es un área en mar abierto especialmente proclive a la formación de biofouling, por lo que la zona de inmersión del HarshLab es especialmente adecuada para ensayar soluciones antifouling en condiciones reales offshore.

Ensayos de envejecimiento

Además de materiales recubiertos o no por soluciones anticorrosión o antifouling, HarshLab es un buen lugar donde ensayar materiales y componentes de materiales no metálicos que necesiten soportar condiciones offshore a la vez que mantienen sus propiedades de flexibilidad, color, brillo, etc.

HarshLab permite la evaluación de probetas estandarizadas (o no) y componentes en entorno offshore real, en tres zonas: inmersión, salpicadura o splash y atmosférica. En este último caso existe la posibilidad de ensayar las probetas a 45º o a 60º.

Muestras en Atmósfera

Muestras en salpicadura

Muestras en inmersión

Aunque es posible ensayar probetas de otras dimensiones (contáctanos), recomendamos mecanizar las probetas con las siguientes dimensiones:

Datos meteorológicos

Datos meteorológicos

  • Precipitación anual: 1500 mm/año
  • Temperatura media interanual: 13ºC
  • Temperatura media máxima interanual: 16ºC
  • Temperatura media mínima interanual: 10ºC
  • Insolación media: 1825 horas/año
  • Tiempo de humectación medio anual (Hr>80%, Tª>0º): 5.690 horas

Datos oceanográficos

  • Temperatura del agua min/máx: 11ºC (enero) – 22ºC (agosto)
  • Altura significativa de ola min/med/max: 1,15m/1,67m/9,62m
  • Salinidad media: 35 usp
  • Oxígeno disuelto en el agua medio: 6 mL/L
  • Transmitancia media: 88%

Principales especies de biofouling identificadas

  • Bryozoan
  • Perforatus perforates
  • Anomia ephippium
  • Hiatella arctica
  • Mytilus galloprovincialis

I+D en HarshLab

HarshLab es una infraestructura perteneciente a TECNALIA abierta tanto a proyectos privados como a iniciativas financiadas a través de convocatorias de financiación pública competitiva, como los proyectos europeos financiados por la Comisión Europea u otras iniciativas de colaboración público-privada.

Los ensayos llevados a cabo en HarshLab ayudarán a comprender cómo las condiciones reales en medio marino pueden reducir la vida útil de componentes diseñados para la industria offshore. Algunas de estas condiciones pueden ser simuladas en el laboratorio mediante ensayos en cámaras climáticas y otros ensayos de corrosión, pero fenómenos como la influencia del fouling en los primeros estadios de corrosión en materiales y recubrimientos son difícilmente reproducibles en laboratorio.

En TECNALIA tenemos llevamos 35 años realizando ensayos de corrosión en laboratorio, añadiendo ahora la capacidad de refrendar los resultados obtenidos en el laboratorio con los observados en condiciones offshore reales. Un laboratorio de caracterización de materiales completa un servicio único para apoyar a las empresas en la carrera para llevar al mar sus productos.

Algunos proyectos relevantes de I+D

Marine renewables Infrastructure network for enhancing energy technologies (MaRINET 2)

Tecnologías para el diseño, fabricación avanzada y validación de componentes para instalaciones energéticas en entorno offshore (HARSH)

Next Evolution in Materials and Models for Ocean Energy (NEMMO)

HarshLab 2.0

La presente versión del HarshLab será reemplazada en 2021 por una segunda versión de mayor tamaño y capacidad. HarshLab2.0 permitirá no solo incrementar el número de materiales y componentes que pueden ser ensayados en un momento dado, sino también añadir dos zonas de exposición nuevas (confinada y fondo marino) así como ensayar componentes de mayor tamaño y complejidad. Por último, HarshLab2.0 dispondrá de conexión con la red eléctrica, por lo que será posible ensayar equipos eléctricos en funcionamiento.

1 - Zona atmosférica

Ensayos de probetas y componentes en zona atmosférica

2 - Zona salpicadura o splash

Ensayos de probetas y componentes en zona salpicadura o splash

3 - Zona confinada

Ensayos de probetas y componentes en zona confinada

4 - Zona de inmersión

Ensayos de probetas y componentes en zona de inmersión

5 - Umbilicales, conectores y risers

Ensayos de umbilicales, conectores y risers

6 - Componentes de líneas de fondeo

Ensayos de componentes de líneas de fondeo a diferentes profundidades a lo largo de las líneas de fondeo del propio HarshLab

7 - Zona de fondo marino

Ensayos de probetas y componentes en el fondo marino (60-65m)

Galería

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Agradecimientos

HarshLab ha sido parcialmente financiado por i) Gobierno Vasco a través del Proyecto HAZITEK 2016-HARSH (ZE-2016/00017) y a través de dos subvenciones directas (exp. 2017/00927) (A/2017/0277) y (EXP. 2018/01144) (A/20180397); y ii) Ente Vasco de la Energía (EVE), a través del «Programa de ayudas a la Demostración y Validación de Tecnologías Energéticas Renovables Marinas (MARINA 2016 002)»