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Reliable optimal use of materials for wind turbine rotor blades (OPTIMAT BLADES)

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Por una tecnología de turbinas eólicas más fiable

Ante la falta de directrices relativas a la reparación de estructuras compuestas para álabes de turbinas eólicas, se ha realizado un estudio sobre las prácticas de reparación actuales en el marco del proyecto OPTIMAT BLADES. Aplicadas a piezas de plástico reforzadas con fibra defectuosas, podrían ayudar a evitar el rechazo de los productos durante la fabricación y prolongar su vida útil.

Energía

Para aprovechar el potencial de la energía eólica será necesario desarrollar turbinas eólicas más grandes y hacer un mayor uso de las instalaciones no terrestres u offshore. Al mismo tiempo, a medida que crece la envergadura de las inversiones financieras necesarias para aumentar el tamaño y la capacidad de los generadores de turbinas eólicas instalados, se incrementa también la urgencia de contar con álabes fiables y de estructura optimizada. En el marco del proyecto de investigación europeo OPTIMAT BLADES se llevó a cabo un estudio sobre las técnicas de reparación aplicadas a piezas defectuosas de materiales compuestos. Dichas técnicas se consideraron inadecuadas en muchos casos, puesto que, para restaurar la integridad estructural de las piezas dañadas, en principio es necesario poder modelar el daño en cuestión. Además, los resultados de análisis simples de tensiones para determinar el grado de perjuicio a la integridad estructural podrían permitir la definición del mejor plan de reparaciones. Concretamente, los socios industriales del proyecto se centraron en defectos de la estructura debidos a una fabricación imperfecta o incluso a la variabilidad inherente al material compuesto. Aunque las estructuras compuestas ofrecen muchas ventajas con respecto a los materiales convencionales, también son propensas a padecer daños como consecuencia del contacto mecánico o de efectos del entorno. El primer aspecto que se abordó fue la evaluación de si estas imperfecciones habrían reducido la fuerza residual de la estructura por debajo de un nivel aceptable o si se agravarían con el funcionamiento. El paso siguiente fue evaluar las reparaciones de parcheado empleadas para hacer restauraciones estructurales importantes, que implican esencialmente reemplazar la ruta de carga perdida agregando material nuevo a la estructura base. Se apreció que los parches externos resultaban fáciles de aplicar en condiciones de campo y, lo que es más importante, que funcionaban bien, dependiendo de los requisitos de tensión del punto concreto. Además, la reparación con parche liso tiene la ventaja de proporcionar una distribución uniforme de la tensión de deformación en la capa adhesiva y resulta especialmente adecuada para reparaciones externas de material laminado grueso. Las principales lecciones aprendidas podrían constituir la base para realizar una investigación experimental extensa, cuyos resultados pueden servir para la selección de técnicas de reparación adecuadas o de piezas de álabes para turbinas eólicas.

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