Soplan vientos de cambio para la inspección de los álabes de turbinas gracias a la automatización
La conversión de la energía cinética del viento en electricidad constituye un modo sostenible y económico de impulsar el progreso humano, y Europa lidera el sector. Solo durante el año pasado, más del 40 % de todas las instalaciones eléctricas nuevas en Europa fueron eólicas y ahora el viento genera alrededor del 15 % de la electricidad en Europa. Además, tres de los cinco mayores fabricantes de turbinas se encuentran en Europa, con una cuota de mercado mundial combinada del 40 % de las ventas de turbinas eólicas. Según datos basados en reclamaciones remitidas a las aseguradoras en los Estados Unidos en 2012, alrededor de cuatro de cada diez reclamaciones estaban relacionadas con daños en los álabes. En la actualidad, no existe ninguna tecnología en el mercado que detecte los defectos antes de que causen averías, pero eso está a punto de cambiar gracias al proyecto financiado con fondos europeos BladeSave y a su sistema integrado de monitorización de la salud estructural para nuevas aplicaciones y actualizaciones.
Turbinas eólicas grandes y potentes: más que ganar y más que perder
Las cosas han cambiado radicalmente en el milenio que ha transcurrido desde la primera vez que se utilizaron molinos de viento, fabricados con arcilla y madera, para procesar cereales en Persia. Las grandes turbinas eólicas modernas pueden tener álabes de más de cincuenta metros de longitud —la mayor del mundo es más larga que un campo de fútbol— y las cargas que soportan pueden afectar a la integridad de los álabes de materiales compuestos. El mantenimiento e inspección de álabes todavía se basa en una inspección visual para determinar los riesgos. Pueden pasar años entre inspecciones, lo cual aumenta las probabilidades de que, mientras tanto, se produzca y propague un defecto o incluso una avería catastrófica. Incluso si se observa un defecto, los presupuestos cada vez más reducidos para la explotación y la reparación a menudo provocan que el propietario u operario solo repare los fallos más graves. Esto puede conllevar que sea necesario sustituir las piezas, en lugar de repararlas, y que las turbinas tengan que permanecer paradas, puesto que una sustitución puede tardar en completarse doce meses o más. El proyecto BladeSave ha logrado abordar satisfactoriamente este reto.
Las turbinas eólicas de alta tecnología reciben el soporte de alta tecnología que merecen
BladeSaveTM, un sistema de monitorización ininterrumpida de la salud estructural con evaluación de riesgos y elaboración de informes automatizadas, es una alternativa muy interesante a las inspecciones visuales ineficientes, costosas y arcaicas. BladeSaveTM utiliza sensores de fibra óptica integrados en la superficie interna de los álabes de materiales compuestos. La tecnología de redes de difracción de Bragg en fibra ofrece múltiples capacidades de detección, incluidas las emisiones acústicas. Los sensores se ajustan automáticamente para detectar las frecuencias de firma asociadas con la formación y propagación de defectos. El ordenador de a bordo de BladeSaveTM preprocesa los datos y los envía a través de la nube para su posterior análisis y para la clasificación de riesgos. Un sencillo indicador como un semáforo en el panel informa al usuario final sobre el riesgo actual y ofrece recomendaciones sobre cómo actuar. El coordinador del proyecto, Benn Faulkner, de Renewable Advice, resume el cambio radical en las opciones disponibles: «BladeSaveTM correlaciona las frecuencias de las emisiones acústicas en los álabes con tipos específicos de fallos, como el agrietamiento de la matriz, la delaminación y la rotura de fibras durante el funcionamiento. La localización automática de los defectos acelera su investigación y reparación. Una evaluación de la fatiga durante el ciclo de vida permite una mejor valoración del funcionamiento a largo plazo y la prolongación de la vida útil de las turbinas». Faulkner señala que, sin el apoyo de la Unión Europea (UE) a través del proyecto BladeSave, los socios del consorcio hubieran considerado la iniciativa demasiado arriesgada. Ahora el sistema está prácticamente listo para su comercialización y, por el modo en que ha sido desarrollado, se puede tanto instalar en álabes nuevos como adaptarlo a los antiguos. Sin duda, resultará muy útil teniendo en cuenta el objetivo de la UE de duplicar su capacidad de energía eólica para 2030 en relación con 2016 y de utilizarla para satisfacer el 30 % de la demanda de electricidad de la UE.
Palabras clave
BladeSave, álabe, turbina, monitorización de la salud estructural, inspección de álabes, sensores, emisiones acústicas, energía eólica, redes de difracción de Bragg en fibra
