Análisis numérica de los ductos submarinos sobre los sleepers curvos frente a los tradicionales para disminuir el pandeo lateral

Abstract

Este estudio aborda el análisis de los duetos submarinos sobre sleepers curvos, una forma crítica de infraestructura submarina utilizada en el transporte de fluidos a través de grandes distancias en entornos marinos. El problema se centra en comprender el comportamiento estructural de estos duetos y los factores que influyen en su rendimiento en condiciones extremas. El objetivo general es analizar numéricamente los duetos submarinos sobre los sleepers curvos frente a los tradicionales para disminuir el pandeo lateral respecto a la geometría del sleeper, la presión interna y la carga térmica del dueto afectan el pandeo lateral de este último. Para lograr este objetivo, se desarrolla una metodología que incluye la construcción de un modelo numérico, la selección de parámetros y condiciones de análisis, y la realización de simulaciones para evaluar el comportamiento estructural de los duetos submarinos sobre sleepers curvos. Los resultados obtenidos muestran que la geometría del sleeper, las imperfecciones laterales y la fricción entre el sleeper y el dueto tienen un impacto significativo en el pandeo lateral del dueto submarino. Además, se observa que las condiciones de carga térmica y la presión interna del dueto también influyen en su comportamiento estructural. El aporte de este trabajo radica en proporcionar una comprensión más profunda de los desafíos asociados con los duetos submarinos sobre sleepers curvos y en ofrecer recomendaciones para mejorar su diseño, construcción y operación en entornos marinos adversos.

This study addresses the analysis of submarine pipelines on curved sleepers, a critica! form of underwater infrastructure used in the transportation of fluids over long distances in marine environments. The problem focuses on understanding the structural behavior of these pipelines and the factors influencing their performance under extreme conditions. The general objective is to numerically analyze the lateral buckling of submarine pipelines on curved sleepers compared to traditional ones regarding the sleeper geometry, intemal pressure, and thermal load of the pipeline affecting the lateral buckling of the latter. To achieve this objective, a methodology is developed that includes the construction of a numerical model, the selection of parameters and analysis conditions, and the conduct of simulations to evaluate the structural behavior of submarine pipelines on curved sleepers. The results obtained show that the sleeper geometry, lateral imperfections, and friction between the sleeper and the pipeline have a significant impact on the lateral buckling of the submarine pipeline. Additionally, it is observed that thermal loading conditions and interna! pressure of the pipeline also influence its structural behavior. The contribution of this work lies in providing a deeper understanding of the challenges associated with submarine pipelines on curved sleepers and offering recommendations to improve their design, construction, and operation in adverse marine environments.