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"LEO no sólo supone un ahorro importante para el propietario del parque, sino también le va a permitir dormir tranquilo"

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Jaime Gascón, investigador del equipo de Ingeniería de Materiales, y Jokin Rubio, coordinador del equipo de Mantenimiento 4.0 de Tecnalia Corporación Tecnológica , profundican en cómo opera el sistema de mantenimiento predictivos para ejes de baja velocidad desarrollado por esta empresa tecnológica.
"LEO no sólo supone un ahorro importante para el propietario del parque, sino también le va a permitir dormir tranquilo"
Jaime Gascón (izda) y Jokin Rubio

Para un profano en la materia es difícil entender qué es LEO. Si tuvieran que explicarlo a un público sin conocimientos técnicos, ¿cómo lo harían?
 
Jaime Gascón. LEO es un sistema que monitoriza el estado de salud del eje de baja de los aerogeneradores, que es el primer elemento de los que transmiten el movimiento de las palas hacia el generador que convierte el giro en energía eléctrica. En estos ejes puede darse una patología consistente en la aparición de grietas superficiales que, bajo ciertas circunstancias, pueden crecer hacia el interior y poner en peligro la integridad del eje y, por ende, del aerogenerador completo. Acoplado al eje, el sistema LEO utiliza ultrasonidos (como en una ecografía) para de forma automática detectar y medir las posibles grietas y, a partir del tamaño de la grieta, hacer una estimación de cuánta vida le queda al componente y avisarnos de que el eje está afectado por esta patología y de cuándo es necesario cambiarlo.
 
De manera que LEO se encarga de asegurar que los aerogeneradores, pese a sufrir un problema en el eje de baja velocidad, puedan seguir operando durante casi toda su vida útil sin perder eficiencia. ¿Es correcto?

Jokin Rubio. Actualmente LEO garantiza un funcionamiento sin peligro para la integridad del eje aun cuando éste se halle agrietado: detecta la aparición de una grieta y monitoriza su crecimiento de forma continua, así que permite seguir operando con ese eje dañando durante más tiempo porque lo tenemos continuamente vigilado. Mejoramos la eficiencia porque no cambiamos antes de lo necesario el eje -con todo lo que esa operación supone- y podemos aumentar su vida útil en servicio; además al conocer en cuántos ejes se produce la patología, el explotador puede dimensionar adecuadamente el stock de ejes y planificar las operaciones de sustitución, que son caras y complicadas; por último, al realizar las inspecciones de forma automática, no tenemos la necesidad de detener la máquina para que suba un equipo de trabajo a inspeccionar. Y por supuesto, en invierno, cuando las condiciones climatológicas hacen imposibles las inspecciones y los aerogeneradores alcanzan el plazo de reinspección, ya no es necesario detenerlos por lo que el lucro cesante por paradas disminuye notablemente.
 
¿Es frecuente que se produzcan grietas en los ejes de baja? ¿Cuáles son los problemas más habituales que suelen sufrir los aerogeneradores?


Jaime. No es algo generalizado pero sí existen modelos concretos en los que hemos detectado esa patología. De hecho los mecanismos de fatiga son la base de muchos de los problemas estructurales que nos podemos encontrar de forma habitual en aerogeneradores.  Existen maneras para, desde el diseño, disminuir el riesgo de aparición de estos problemas o una vez en operación de realizar estudios para decidir dónde y cómo reforzar o modificar ciertos componentes críticos, pero aquí nos encontramos con máquinas ya en uso donde no es posible esa modificación y la mejor solución es un sistema como LEO.
 
¿Cuánto puede ayudar a ahorrar LEO al propietario del parque?
Jokin.  LEO no sólo supone un ahorro importante para el propietario del parque, sino también le va a permitir dormir tranquilo, ya que el desplome de un buje con las palas es un tema muy serio desde el punto de vista de seguridad y por supuesto de imagen, tanto para el fabricante del aerogenerador como para el dueño del parque. Los costes derivados de la rotura de un eje principal son del orden de 650.0000€, sin contar los costes relativos a la seguridad ni a la pérdida de producción por parada de máquina. La inversión en LEO se recupera en un plazo corto de tiempo, puesto que como ya hemos comentado elimina la necesidad de inspecciones periódicas manuales que pueden ser costosas al ser más frecuentes según la grieta va creciendo. También elimina la necesidad de parada de la máquina para inspeccionar, optimiza el stockaje de ejes, optimiza la planificación de mantenimiento y permite gestionar el alquiler de medios como grúas con antelación.
 
Ahora que estoy ante dos super expertos en tecnología eólica, les pregunto: ¿de qué manera está avanzando la ingeniería de materiales y la física de los ultrasonidos en su aplicación a la eólica y cómo participa Tecnalia en este avance?
Jaime. La ingeniería de materiales nos permite en primer lugar conocer el modo de fallo de los componentes de un aerogenerador y en segundo lugar predecir, mediante la mecánica de la fractura, la vida remanente de ese componente. Por otro lado, hemos introducido ese conocimiento en un nuevo sistema ultrasónico totalmente autónomo que es capaz no sólo de detectar y medir las grietas sino también de estimar la vida útil remanente del componente y de comunicar esa información de la manera más adecuada para el explotador.  Al final lo que estamos logrando mediante la fusión de distintas tecnologías y conocimientos es “smartizar” los componentes de máquinas, dotarles de cierta “inteligencia” para que sean capaces de "autosensarse", autodiagnosticarse y avisar de cuándo deben ser cambiados. Es una de las líneas de trabajo en Tecnalia. Por otro lado y al ser un centro tecnológico multidisciplinar, trabajamos también en otros ámbitos para desarrollar nuevas técnicas de diagnóstico y predicción de fallos: nuevos sensores, estudio y simulación de mecanismos de degradación,  nuevas estrategias de control, modelos matemáticos y generación de gemelos digitales…
 
Para lograr estos avances es imprescindible dedicar una parte importante del presupuesto a la inversión en I+D. ¿Destaca Tecnalia también en este apartado?
Jokin. La Comisión Europea afirma que un euro invertido a nivel europeo en ciencia e investigación genera posteriormente catorce euros de beneficio. Lógicamente como centro tecnológico que somos, apostamos por la inversión en I+D+d, pero siempre con análisis previos donde tenemos en cuenta la posterior transferencia y explotación de resultados que esperamos obtener, para aumentar las posibilidades de éxito y el retorno de la inversión realizada.

Tecnalia es una fundación privada sin ánimo de lucro, con lo que anualmente reinvertimos el total de los beneficios de nuevo en I+D+i y los dedicamos precisamente a mejorar y ampliar nuestros conocimientos en diferentes tecnologías para luego poder llevar al mercado soluciones como LEO. Esto nos permite afrontar proyectos de riesgo tecnológico alto, asumiendo Tecnalia la mayor parte del riesgo en los primeros pasos de un desarrollo y haciendo más accesible este tipo de soluciones para las empresas.

Volviendo a la eólica, ¿es posible alargar la vida de los parques? ¿Cuáles serían las claves para lograrlo?
Jaime. Por supuesto que es posible alargar la vida de los parques, LEO es un vivo ejemplo de ello. Más allá del caso concreto de LEO las aproximaciones a la extensión de vida incluyen cambios en las estrategias de operación o el refuerzo estructural de componentes críticos. En todo caso este tipo de soluciones exigen conocer el estado de salud de los distintos sistemas, subsistemas y componentes para poder priorizar actuaciones y adecuar la política de mantenimiento más adecuada. Hoy en día existe la posibilidad de tener muchos datos de funcionamiento de una máquina pero no es evidente cómo extraer la información. Fusionar información heterogénea, complementando datos de operación con conocimiento físico de los fallos e información de las ordenes de trabajo es crucial para obtener la información que nos permita tomar las decisiones más adecuadas en el ámbito de extensión de vida.



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