Inspección robótica de los álabes de turbinas eólicas
Como parte de la iniciativa del Pacto Verde Europeo, la Unión Europea tiene como objetivo reducir un 55 % las emisiones de gases de efecto invernadero de aquí a 2030. «Lograr este nuevo objetivo requerirá un aumento sustancial del uso de energía renovable, en hasta un 40-66 %», comenta Martin Bourton, investigador en TWI. Tal y como explica Bourton, gran parte de esta energía renovable será eólica. Sin embargo, esto requiere, además de las infraestructuras adecuadas, nuevas tecnologías para su inspección y mantenimiento. «Para maximizar la producción de energía de las turbinas eólicas, deben funcionar de manera eficiente —añade Bourton—. Esto significa potenciar su rendimiento aerodinámico y minimizar su tiempo de inactividad, un proceso que empieza con una inspección y unas tecnologías de mantenimiento eficaces». Gracias a la financiación con fondos europeos, Bourton contribuyó a liderar un esfuerzo para crear una tecnología de este tipo. El resultado es SheaRIOS, un sistema de inspección que se aplica robóticamente y que utiliza robótica avanzada y un método de medición y pruebas denominado «shearografía» para llevar a cabo inspecciones «in situ» de los álabes de turbinas eólicas operativas.
Un componente esencial y caro
El motivo por el que el equipo de SheaRIOS se centró en los álabes de turbinas eólicas es que son un componente esencial y caro de las turbinas eólicas, y que son especialmente vulnerables a los daños. Bourton explica: «Los álabes de turbinas eólicas deben soportar unas cargas enormes durante su funcionamiento, ya que están tensionadas por un espectro de cargas dinámicas extremo. También están expuestas a impactos ambientales como cambios de temperatura, precipitaciones y rayos, así como a la erosión». Todo esto puede incrementar el riesgo de fallos, y un fallo podría ocasionar daños en la propia torre de la turbina o en otros álabes. Tales daños suelen mermar el rendimiento aerodinámico, lo que conlleva un descenso anual de la producción de energía. La clave para prevenir tales situaciones es reparar o sustituir los álabes de turbinas eólicas antes de que se produzcan este tipo de fallos. Con todo, para ello se necesitan inspecciones y mantenimiento regulares, que son difíciles de llevar a la práctica. «Las inspecciones son peligrosas y pueden acarrear accidentes e incluso muertes», señala Bourton. Inspeccionar los álabes de turbinas eólicas también puede ser prohibitivo, y será más caro cuanto mayor tamaño tengan y si están instaladas en ubicaciones remotas como las marinas. «Las turbinas eólicas solo generan energía cuando funcionan, por lo que cualquier paro para su inspección, mantenimiento o reparación reduce su eficiencia», destaca Bourton.
Una tecnología de inspección robótica
Según Bourton, la tecnología SheaRIOS fue diseñada para abordar todos estos problemas relacionados con las inspecciones. «Durante una inspección, el escalador robótico asciende por la torre de la turbina eólica y libera el robot rastreador sobre la superficie de un álabe», explica el investigador. «Este utiliza orugas de vacío para maniobrar hasta una zona de interés, donde se lleva a cabo la inspección shearográfica del álabe». El sistema de SheaRIOS es teledirigido desde tierra empleando un enlace a datos de banda ancha colocado dentro de un cable umbilical. El escalador robótico actúa como centro de distribución en lo que respecta a la alimentación y la comunicación del rastreador y la unidad de inspección. Bourton concluye: «El uso de una tecnología robótica no solo significa que las inspecciones pueden llevarse a cabo mientras funciona la turbina, sino también que puede hacerse de forma regular y asequible. Y lo más importante: al colocar SheaRIOS y no una persona en la torre, las inspecciones de los álabes pasan a ser mucho más seguras». Tras las demostraciones satisfactorias de su tecnología, el equipo busca ahora fondos adicionales para comercializar SheaRIOS.
Palabras clave
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