Gemelos digitales para proteger turbinas eólicas contra el viento del Atlántico Norte

En el corazón de París, a pocos pasos de la famosa ópera de la ciudad, los ingenieros de GE están ocupados codificando un software que les permitirá crear “gemelos digitales” de máquinas. Estas representaciones virtuales de las máquinas reales viven en la nube y utilizan como fuente los datos guardados de las piezas que las componen.  Estos  ingenieros de GE se están asociando con Ansys, empresa líder en software de simulación de ingeniería, para reproducir digitalmente diferentes escenarios, como por ejemplo, hacer funcionar un motor de avión por más tiempo y en un ambiente más cálido o más húmedo. Utilizan los conocimientos adquiridos en estas pruebas para maximizar la producción y minimizar el tiempo de inactividad, detectando problemas antes de que se provoque un imprevisto.

Este mantenimiento predictivo no consiste únicamente en usar sensores físicos en las máquinas; sino también en usar sensores virtuales, especialmente en lugares donde no se puede utilizar un sensor físico. Un ‘sensor virtual’ resulta de la capacidad de adivinar con bastante precisión un valor (como la temperatura o la presión) mediante el uso de datos de otros sensores y algoritmos inteligentes basados ​​en datos o modelos históricos.

Por ejemplo, los ingenieros de GE han desarrollado un gemelo digital de los motores de la turbina eólica Haliade 150-6, que permiten que la turbina de 6 megavatios gire con el viento. Este gemelo digital simula, a través de sensores virtuales, la temperatura en varias partes de los motores.

¿Por qué es tan importante? “Cuanto mejor supervises la temperatura, mejor se conoce el impacto de la forma en la que se utiliza”, dice Hervé Sabot, director de ingeniería de GE Digital Foundry en París. “Aquí, el reto es aumentar la capacidad de los activos de nuestros clientes para evitar apagones y hacer que funcionen lo más rápido posible.”

 

Las turbinas de la Haliade están de camino al parque eólico de Merkur, en Alemania. En la imagen, las palas esperando a ser trasladadas. Images credit: Finn Beales.

 

Una forma de controlar los motores consiste en verificar continuamente su temperatura interna, la cual es difícil de calcular.

Para Sabot y su equipo, el seguimiento de la temperatura fue todo un reto. Decidieron usar las herramientas de simulación de Ansys para calcular la temperatura interna del motor a partir de un modelo. Lo lograron rastreando la corriente eléctrica que alimenta los motores de las turbina eólicas.

Utilizando algoritmos basados ​​en , la plataforma de software de GE para el internet industrial, junto con una simulación desarrollada por Ansys, pueden estimar la temperatura del motor en cualquier momento. En la Foundry, también pueden monitorizar cómo funcionan los motores en diferentes fases en el tiempo y obtener más información sobre su funcionamiento al máximo rendimiento. En el campo, los ingenieros pueden usar una aplicación con un panel de control conectado al gemelo digital para monitorizar la temperatura de los motores y decidir si reducir la energía o forzar los motores un poco más. “Para la simulación, gracias al gemelo digital solo necesitamos conocer la situación actual para comprender la temperatura y optimizar el uso del motor”, dice Sabot.

En la actualidad, los ingenieros están utilizando datos simulados en la Foundry para perfeccionar la aplicación antes de trasladarla al campo, donde ya funcionan, aproximadamente, 1,2 millones de gemelos digitales GE de motores a reacción, turbinas de gas y locomotoras. Al igual que con estas turbinas eólicas, cualquier activo industrial podría beneficiarse de los gemelos digitales y los sensores virtuales. Eso significará no solo activos más eficientes y sostenibles, sino también una experiencia más segura y más cómoda para los equipos encargados de mantenerlos sanos.

Image credit: Nicanor García

 

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