Le presentamos a BR-8, el robot que inspecciona y repara álabes de turbinas eólicas
La energía eólica sigue impulsando la revolución energética. En 2020, la capacidad total de energía eólica instalada alcanzó los 458 TW, lo que equivale a satisfacer el 16 % de la demanda eléctrica, y cada año sigue aumentando. Las turbinas eólicas también son cada vez más grandes a fin de aumentar su eficacia aerodinámica y generar más energía. Con todo, la búsqueda de estructuras más grandes conlleva muchos retos. «Cuanto más grande sea el álabe, mayor será la velocidad de la punta y mayor la tasa de erosión en los bordes de ataque», comenta Mariann Padkaer, coordinadora del proyecto financiado con fondos europeos WindTRRo. La erosión del borde de ataque constituye una de las principales causas del desgaste de los álabes de las turbinas eólicas. La exposición del álabe a partículas, arena, gotas de lluvia y hielo en el aire podría causar pequeñas grietas en el borde de ataque, lo que degradaría el material de recubrimiento y reduciría su eficacia aerodinámica. El efecto de estas partículas sólidas y líquidas puede parecer sorprendente, pero la punta del álabe podría estar girando a una velocidad de más de 200 km/h. «La erosión de los bordes de ataque reduce la potencia generada y debilita la estructura básica de los álabes a largo plazo. El mantenimiento regular de las palas de las turbinas eólicas es crucial para operarlas con un rendimiento óptimo», apunta Padkaer.
Una alternativa más segura y rentable
Hoy en día, los trabajos de reparación son realizados por técnicos en trabajos verticales con cuerda muy cualificados, que se cuelgan en el exterior de la góndola de la turbina eólica. Esta tarea es muy peligrosa y cara. El equipo de la empresa Rope Robotics desarrolló el robot BR-8, que se encarga de este peligroso y costoso trabajo. El robot puede llevar a cabo el mantenimiento y la reparación de álabes de turbinas eólicas de manera fiable y en una ventana de condiciones meteorológicas bastante más amplia que la de los métodos convencionales. «Reparar un álabe de turbina eólica implica reconstruir su aerodinámica», señala Padkaer. Una vez que se iza y se ajusta correctamente el robot, este registra el alcance de los daños y determina el proceso de reparación a seguir. Un «software» garantiza la correcta planificación y ejecución de la reparación a una velocidad optimizada. El robot BR-8 cambia entre varias herramientas que lleva a su espalda para realizar tareas diversas. «El robot puede realizar todos los procesos de reparación pertinentes, como el lijado, la limpieza y la aplicación de un nuevo material de revestimiento en la superficie. Este paso final, que se conoce como protección del borde de ataque, permite reconstruir la forma del álabe», añade Padkaer. El lijado es fundamental para garantizar que la superficie del álabe sea lo suficientemente rugosa para que la pintura se adhiera a ella. La superficie se limpia con alcohol isopropílico para eliminar restos de polvo, grasa y agua. A fin de reducir aún más el tiempo de reparación, se desarrolló un nuevo proceso de recubrimiento del borde de ataque, en el que se aplica relleno y pintura en un solo paso. Cada paso de la operación de reparación queda registrado con detalle.
Un robot autónomo
El robot BR-8 se controla a distancia y el único trabajo manual involucrado es bastante sencillo: fijar las cuerdas, conectar el robot y «pulsar el botón de inicio» para colocar el robot en el álabe y, después, realizar el control de calidad de las imágenes tomadas. «Para manejar el robot sin intervención humana, le enseñamos cómo medir la distancia y el ángulo entre él y el borde del álabe de la turbina eólica. Los métodos convencionales de visión artificial ayudaron a lograr una predicción de la distancia casi perfecta y, además, eliminaron la necesidad de volver a posicionar de forma manual el álabe», explica Padkaer. El equipo de Robe Robotics mejora de manera notable la automatización y la facilidad de uso de los robots destinados al mantenimiento de turbinas eólicas. También definió la configuración operativa global, incluidos los procedimientos de seguridad y formación, integró el equipo auxiliar y adaptó las actividades de mercadotecnia y comunicación para comercializar su tecnología. «Nuestro robot BR-8 constituye un nuevo estándar para los servicios de inspección y reparación de álabes de turbinas eólicas de última generación para todo el sector de las turbinas eólicas», concluye Padkaer.
Palabras clave
WindTRRo, robot, reparación, álabe de turbina eólica, material de recubrimiento, erosión del borde de ataque, lijado
