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

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Estudio de los efectos de la fatiga en los álabes de turbinas eólicas

El proyecto OPTIMAT BLADES ha recabado conocimientos nuevos que permiten cuantificar con más exactitud la vida útil de los álabes que se emplean en los rotores de las turbinas eólicas.

Energía

Desde el punto de vista de la ingeniería, una de las dificultades que plantean las turbinas eólicas es la carga variable a la que se someten los álabes del rotor, ya que puede ser perjudicial para el rendimiento de la máquina e incluso provocar averías antes de lo esperado. Esta circunstancia pone freno a la expansión de las turbinas eólicas para producir electricidad, sobre todo en las instalaciones marítimas a las que no es fácil acceder. Las entidades asociadas al proyecto de investigación OPTIMAT BLADES se propusieron perfeccionar los métodos predictivos estructurales para el diseño de los álabes con el fin de solucionar este problema y, así, que se pueda sacar el máximo partido a la energía eólica. Diversos socios de distintas partes de Europa llevaron a cabo una serie de experimentos con varios prototipos de álabe. Se prepararon construcciones laminares tanto unidireccionales (UD) como multidireccionales (MD) y se sometieron a tensiones a intervalos predefinidos durante su vida útil. Los ingenieros de OPTIMAT BLADES variaron la magnitud de las cargas cíclicas así como la ratio entre la tensión mínima y la máxima, conocida como ratio R, al efecto de simular las condiciones reales de funcionamiento. El prototipo UD se sometió a tensiones tanto longitudinales como transversales. Se efectuaron más de 700 pruebas y sus resultados se almacenaron en la base de datos de OPTIMAT BLADES. El análisis de esta información resultó muy esclarecedor con respecto a la carga máxima que puede soportar el álabe durante su vida útil sin que se produzcan averías, lo cual se definió como su fuerza residual. Por otro lado, la información relativa a la secuencia de carga fue de gran utilidad para perfeccionar los modelos de declive de la resistencia, que antes se basaban exclusivamente en la regla de Miner.

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