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Producir aerogeneradores de gran tamaño a un coste inferior

Un grupo de científicos ha aprovechado la financiación de la Unión Europea para desarrollar una tecnología más rentable destinada a producir mejor y de forma más rápida las bridas con las que se unen las secciones de las torres de los aerogeneradores. El método propuesto ofrece un ahorro de costes notable, de hasta el 17 %.
Producir aerogeneradores de gran tamaño a un coste inferior
Las bridas, para las cuales se encuentran pocos fabricantes hoy día en todo el mundo, se producen mediante forja, lo que aumenta el precio y el tiempo necesario para fabricarlas. Para producirlas mediante un método distinto hacen falta nuevas técnicas y conocer el proceso en mayor profundidad.

El proyecto «Offshore wind turbine towers – A quicker, cheaper flange supply route» (RINGMAN), financiado por la UE, fue creado con el objetivo de desarrollar un proceso alternativo de fabricación utilizando chapa laminada en frío. Para tal fin, fue necesario crear un nuevo tipo de cañón y soldadura de haz electrónico, así como nuevos estándares de calidad y seguridad para las bridas fabricadas.

Después de fijar las directrices referentes a las bridas forjadas, se diseñaron modelos para comprender en mayor profundidad el comportamiento de las bridas ante la tensión y la fatiga antes de su fabricación. Los investigadores emplearon estos modelos para establecer un umbral de calidad aceptable para el tamaño de los defectos en las bridas fabricadas.

Los socios de RINGMAN recurrieron a un proceso de soldadura de baja presión por haz electrónico para unir los extremos rectangulares laminados de las secciones, fabricados en acero al carbono y al manganeso. El equipo de haz electrónico necesario para lograr soldaduras rápidas, gruesas y fiables en las bridas generó un haz de energía de hasta 60 kW. Al no necesitar material de relleno, llevó a cabo soldaduras de 130 mm de una sola pasada con una velocidad de soldadura de 100 mm/min.

Asimismo, se diseñó un tratamiento térmico posterior a la soldadura para restaurar la microestructura del metal y producir un material de grano fino idéntico al material de base. Para detectar el tamaño de defectos críticas en distintas zonas de la sección de la brida, se recurrió a una combinación de métodos de detección de imperfecciones superficiales y de prueba mediante ultrasonidos.

Se inspeccionó la brida de demostración para determinar la calidad de la soldadura. La tecnología de soldadura por haz electrónico, el tratamiento térmico posterior a la soldadura y el elemento mecanizado de la brida satisficieron los requisitos establecidos en el informe sobre criterios de aceptación.

El proceso de fabricación de bridas de RINGMAN contribuirá a reducir los costes de producción de estas piezas de los aerogeneradores. Asimismo, ayudará a promover la competitividad europea dentro del sector de las turbinas eólicas.

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Palabras clave

Torre de aerogenerador, bridas, chapa laminada en frío, haz electrónico
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