Control de Defectos en la Fabricacion de Turbinas Eolicas

Se os muestra la traducción y documentación sobre un artículo de la revista MaintWorld en su número 1 de su edición digital para el año 2014 sobre termografía y sus posibles aplicaciones en la fabricacion de turbinas eolicas. Ante

el Crecimiento de la Energía Eólica en todo el Mundo

hay un ingente número de ejemplos en los que los alabes de estas turbinas pueden dañarse. El Instituto de Desarrollo Científico de Corea (KRISS) ha desarrollado un método para testear la calidad y correcto diseño en la fabricación de turbinas.

Instituto de Desarrollo Científico de Corea

Creado en 1975, en la actualidad KRISS trabaja en el desarrollo de standards para tests no destructivos por medio de imágenes térmicas. Concretamente, el instituto es el Organismo Líder para la Creación del

Standard Internacional de  Desarrollo

Tests no Destructivos mediante Imágenes Infrarrojas

(standard ISO/TC135/SC8)

En ese contexto se está desarrollando este standard para verificar los materiales y componentes más ampliamente utilizados en la fabricacion de turbinas eolicas usadas en

Instalaciones de Aerogeneración.

Estos aerogeneradores convierten la energía cinética del viento en energía eléctrica. Pueden medir hasta 100 metros de alto y pesar docenas de toneladas, dependiendo de su capacidad generativa. Se fabrican con aleaciones que dotan de ligereza y solidez a la estructura, pero que se ven sometidos a importantes esfuerzos durante el proceso de fabricación pudiendo aparecer posibles fracturas. Así ha ocurrido con múltiples procesos de fabricación en la Unión Europea, donde ya desde hace algún tiempo se fabrican este tipo de turbinas eolicas.

Método para la

Localización de Defectos

Hasta ahora ya se han utilizado ciertos tests para verificar la integridad de estas turbinas, por ejemplo tests de contacto por ultrasonidos, pero cada uno de ellos ha presentado sus inconvenientes. En el caso comentado, fundamentalmente por las características no homogéneas de impedancia acústica de los materiales aleados, y por el intensivo uso de recursos y tiempo dado que se trata de una técnica que valora muy localmente la existencia de defectos.

También se han utilizado tests visuales, si bien el grado de precisión logrado en estas detecciones no ha sido el deseado.

Termografía

Subsana parte de los inconvenientes comentados puesto que se trata de un

• Método rápido para realizar un test completo de la turbina
• No requiere de contacto directo con el material lo que ayuda por cuestiones relativas a Accesibilidad y Seguridad en el test.

También se trata de una técnica de fácil implementación y uso por parte de personal no demasiado especializado.

La técnica permite detectar cualquier zona excesivamente tensionada, que equivaldría físicamente a variaciones de densidad en la aleación deseada, como una diferencia térmica. Esto permitiría, de manera precoz, detectar esas zonas de falla y poder susbsanar o reemplazar los fallos. Las cámaras utilizadas, de la compañía FLIR, son de alta resolución con alta sensibilidad y velocidad de procesado de la señal.

KRISS finalizó en 2013 las pruebas y verificaciones iniciadas 5 años atrás para la realización del standard como parte del proceso de producción de turbinas eolicas. Actualmente se necesita crear el standard para los procedimientos de testeado, herramientas y necesidades requeridas por el personal. Para la creación de todos estos standards, la compañía ha comparado

Tests por ultrasonidos y termografía

creando defectos artificiales en polímeros reforzados con fibra de vidrio, y se ha comprobado la mayor rapidez y fiabilidad de la técnica termografía.

Aerogenerador y Turbinas eolicas

Las turbinas eolicas constituyen una de las 5 partes constitutivas de un aerogenerador, concretamente el

Sistema Captador de Energía

siendo las otras cuatro partes constitutivas las siguientes: transmisión mecánica, convertidor, regulador y estructura soporte. Se detalla brevemente cada una de ellas a continuación:

• Turbinas Eolicas
  

Los rotores de las turbinas eolicas determinan la capacidad de captación de energía del sistema que, para una determinada velocidad de viento, vendrá determinada por la superficie barrida por el rotor y por su rendimiento.

• Transmisión Mecánica 

Es el dispositivo que enlaza el Rotor con el generador eléctrico; típicamente consta de un multiplicador de potencia para adecuar la velocidad del eje a un submúltiplo de la frecuencia exigida por la red (50 Hz).

• Convertidor

Elemento que transforma la energía mecánica del eje de salida del multiplicador en energía eléctrica, típicamente un generador eléctrico; estos, inicialmente montaban generadores de corriente alterna pero por complicaciones con la adecuación de la velocidad últimamente ya se están instalando generadores de corriente continua, transformándola posteriormente a alterna mediante un inversor electrónico.

• Sistema de Regulación

Garantiza la seguridad e integridad de todo el sistema rotórico ante la posible existencia de esfuerzos excesivos, determinando en qué rango de velocidades de giro puede este operar.

• Estructura soporte o torre

Garantiza la resistencia del sistema ante cualquier velocidad siendo recomendable que exista, al menos, 10 metros entre la punta de alabe y el suelo. 

¿Conocías esta Aplicación? 

Seguramente no, como verás las fechas son recientes. Desde luego, las posibilidades con esta técnica son infinitas; no tienes más que echar un vistazo a la etiqueta de Termografía del portal. Tampoco descartes que cuelgue fotos y ejemplos de ellas en el enlace de formacion especializada.

Por supuesto, no olvides utilizar la sección de comentarios y compartir tus experiencias con nosotros. Seguro que si eres un experimentado termografo ya te estas guardando alguna para tí. Recuerda que:

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