Análisis térmico de cables submarinos con elementos finitos

Abstract

Este trabajo aborda, mediante un modelo de elementos finitos, el problema térmico de cables tripolares de alta tensión enterrados bajo el lecho marino. El suelo marino es un terreno poroso saturado de agua, por lo que en él pueden originarse corrientes convectivas alrededor del cable. Estos movimientos de convección son provocados por las diferencias de densidad que sufre el agua al calentarse alrededor del cable. Dichas corrientes convectivas promueven una mayor refrigeración del cable y, por tanto, disminuyen la temperatura del mismo. Se pretende estudiar el comportamiento de este tipo de cables considerando el suelo marino como un medio poroso, y ver qué ventajas aporta este enfoque en comparación con los modelos más simplificados que suelen usarse comúnmente, en los que solo se considera transmisión de calor por conducción.

This work addresses, through a finite element model, the thermal problem of high voltage three-pole cables buried under the seabed. The sea floor is a porous terrain saturated with water, so convective currents can originate around the cable. These convection movements are caused by the differences in density that the water suffers when it heats up around the cable. These convective currents promote a greater cooling of the cable and, therefore, decrease its temperature. The aim is to study the behaviour of this type of cable considering the sea floor as a porous medium and see what advantages this approach provides compared to the more simplified models commonly used, where only heat transmission by conduction is considered.