Acustica-ultrasonica per il controllo delle pale relative alle turbine eoliche
Sebbene il settore eolico rappresenti la più promettente fonte di energia rinnovabile e le turbine eoliche siano i mezzi più diffusi per sfruttare tale tipo di energia, vi sono delle difficoltà da superare. Nonostante l’utilizzo di materiali compositi avanzati, le pale del rotore relativo alla turbina continuano a essere soggette a guasti a causa di carichi molto variabili. I difetti nei compositi rinforzati in fibra non possono essere inequivocabilmente associati a specifiche proprietà meccaniche, rendendo inadeguate le prove tradizionali non distruttive. Tuttavia, i ricercatori hanno ora introdotto un sistema robotico autonomo per risolvere il problema. Con il sostegno dell’UE del progetto AUTOWINSPEC(si apre in una nuova finestra) (Automated mechanical property and fatigue life assessment of composite wind turbine blades in less than 4 hours), è stata sviluppata una tecnologia di prova non distruttiva basata sull’acustica ultrasonica (AU) per valutare in modo affidabile l’integrità delle pale del rotore. L’AU combina il monitoraggio delle emissioni acustiche prodotte dalle onde di sollecitazione indotte, con la caratterizzazione ultrasonica delle proprietà del materiale tra la sorgente e il ricevitore. Il meccanismo di arrampicata robotizzato dotato di tecnologia AU può essere impiegato anche da un operatore non esperto. Il robot meccanico a forma di anello si arrampica utilizzando delle funi e si attacca sulle pale della turbina usando delle ruote. Il controllo AU viene eseguito da trasduttori e ricevitori posizionati all’esterno delle ruote. I ricercatori del progetto AUTOWINSPEC hanno stimato che l’intera procedura viene completata in meno di quattro ore. Successivamente, utilizzando un’avanzata analisi dei segnali e un riconoscimento della sequenza relativa agli stessi, viene prodotta una mappa della pala, dove vengono rappresentate le aree caratterizzate da scarse proprietà meccaniche con risoluzione millimetrica. Inoltre, viene fornita una stima della durata residua della pala. Il sistema del progetto AUTOWINSPEC prevede di tagliare i costi di manutenzione relativi alle pale eoliche dell’84 % e di ridurre i tempi della metà, eliminando così il pericolo di accesso mediante l’utilizzo di funi e riducendo i tempi di inattività. Le piccole e medie imprese del progetto miglioreranno la loro posizione competitiva nel mercato europeo per la manutenzione delle turbine eoliche, destinato a raggiungere 42 miliardi di euro entro il 2020.
