Alta tecnología: estos equipos vigilan de cerca las palas de las turbinas eólicas de gran envergadura

A medida que Europa aumenta su inversión en energía eólica, las turbinas brotan como flores silvestres en todo el continente. La producción de energía eólica se ha más que duplicado – de 150 teravatios por hora en 2010 a 364 teravatios por hora en 2017 – y ahora representa más del 11% de la electricidad de la Unión Europea, según un informe de Agora Energiewende y Sandbag. A día de hoy, Alemania genera una energía eólica superior a 106 teravatios por hora desde 2017, lo que provoca que las líneas de transmisión de alto voltaje encargadas de distribuirla, tengan que desviar el exceso energético a los países vecinos en los días nublados.

Todos estos parques eólicos también necesitan atención ya que, a medida que las turbinas envejecen, también lo hacen sus palas. Algunas de las turbinas en Europa han estado funcionando casi las 24 horas del día durante 18 años. Sus palas delgadas y en ocasiones tan largas como la envergadura de un avión “jumbo”, están sometidas a las presiones del viento, el mar, la lluvia, la luz del sol, los rayos y las heladas de invierno mientras giran y generan electricidad. La detección temprana de problemas en las palas es vital para que los operarios y los propietarios mantengan los costes bajos y los activos en funcionamiento.

No es de extrañar que el mantenimiento de estas palas sea ahora una industria en crecimiento en Europa. LM Wind Power, filial de GE Renewable Energy y fabricante de palas eólicas, tiene cientos de miles de ellas trabajando en aproximadamente 90.000 turbinas a nivel mundial, de las cuales unas 35.000 o más pertenecen a GE. “Europa fue una de las primeras regiones en adoptar de forma agresiva la energía eólica”, afirma Anne McEntee, CEO de GE Renewable Energy Digital Services. “Cómo cuidar la base instalada es muy importante, los clientes tienen las mejores ubicaciones eólicas, y quieren extender la vida útil de sus granjas”.

El “Santo Grial” del mantenimiento es detectar pequeños defectos en las palas eólicas antes de que se agranden y resulten más costosos. Las palas están hechas de materiales compuestos: materiales hechos a mano ensamblados a partir de capas alternadas de fibra de vidrio, madera de balsa y resina. Con el tiempo, estos compuestos pueden desarrollar diminutas imperfecciones que, si no se tratan, pueden alterar el flujo de aire sobre las palas y rebajar su rendimiento. Las reparaciones que requieren la retirada de la pala de la turbina suelen suponer “dolores de cabeza’’ logísticos, ya que resultan en altos costes para los operadores de parques eólicos. También son tareas complicadas que requieren de técnicos expertos en trabajos verticales y pueden dejar una turbina fuera de servicio durante semanas o meses.

Imagen principal: A veces, la inspección de la pala requiere el uso de técnicas de trabajo vertical. Por este motivo, una gran parte de los 250 técnicos de reparación de LM Wind Power son escaladores de montañas en su tiempo libre. Crédito de las imágenes: LM Wind Power.

 

Pero encontrar defectos de forma temprana no es tarea fácil: a menudo se esconden dentro de las palas, invisibles en la superficie. Una estrategia utilizada por GE Renewable Energy consiste en utilizar cámaras termográficas capaces de detectar el calor de la fricción entre las capas de fibra de vidrio que se produce cuando un desperfecto se origina en la parte interna más profunda de una pala. La compañía también está desarrollando sensores acústicos que utilizan ondas de sonido para detectar defectos. “Lo que me encanta de esta tecnología es que puede detectar indicios de desgaste debajo de la superficie”, cuenta Veronica Barner, líder de servicios de productividad de GE Renewable Energy. “Ahí es donde los defectos comienzan a propagarse”.

Los datos de la medición alimentan algoritmos de aprendizaje automático que ayudan a los ingenieros a evaluar la gravedad del fallo y priorizar la reparación. Un defecto superficial correspondería a una categoría 1; una gran grieta que pueda suponer un fallo catastrófico sería una categoría 5. Los costes de reparación aumentan drásticamente según la severidad de la avería: un fallo de categoría 4 cuesta de media seis veces más que una reparación de categoría 2, y una reparación de categoría 5 cuesta 12 veces más respecto a una de categoría 3. “Nunca deseas reemplazar tus palas ya que son enormes y con frecuencia requieren el uso de grúas para extraerlas y repararlas, lo cual es muy costoso y requiere mucha mano de obra”, asegura McEntee. “Por eso es importante mantenerlas correctamente y abordar los problemas lo antes posible”.

Naturalmente, los técnicos de LM Wind Power intentan encontrar fallos de forma temprana y reparar las palas mientras aún están conectadas a las turbinas. Por lo general, esto se hace desde una plataforma elevadora y mediante técnicas de trabajo vertical. Por este motivo, gran parte de los 250 técnicos de reparación de LM Wind Power son escaladores de montañas en su tiempo libre.

Una vez que los técnicos alcanzan el lugar de la pala que necesita reparación, lijan y sanean el área de la pala alrededor del defecto y la reconstruyen en el momento – agregando capas alternas de fibra de vidrio y resina a mano, y realizando el acabado para hacer que el flujo del aire sobre la pala sea lo más eficiente posible. “Los materiales compuestos son muy fuertes si los usas correctamente, pero también son muy frágiles si no lo haces”, dice Fred Maenhaut, director general de LM Wind Power Blade Service.

“Nuestros métodos de reparación requieren un conocimiento del diseño de la pala”, dice Maenhaut. “Necesitas saber cuántas capas de fibra de vidrio y resina se acumulan. Las personas responsables de la reparación son un equipo de ingenieros y técnicos de palas. Obtenemos gran parte de nuestro talento de las fábricas de LM Wind Power y apoyamos a nuestros clientes en todo el mundo con los mismos estándares desde ocho centros regionales”.