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Llega el machine learning para proteger la avifauna en los parques eólicos

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Javier Díaz y Agustín Riopérez fundaron en 2006 la empresa Liquen Consultoría Ambiental que desarrolló DTBird, un producto pionero capaz de reducir la mortalidad de aves y murciélagos en los parques eólicos. Tras años de trabajo intenso y de experiencias acumuladas en aerogeneradores instalados por todo el mundo, llega ahora el nuevo software ‘Larus’. Esta es su carta de presentación.
Llega el machine learning para proteger la avifauna en los parques eólicos

Fue en 2009 cuando comenzamos a dar cuenta de las andanzas de dos biólogos que se habían propuesto reducir el impacto de la energía eólica sobre la avifauna. En marzo de ese año, en un aerogenerador situado en Zaragoza, comenzaron las pruebas de lo que Javier Díaz y Agustín Riopérez denominaban “sistema de detección y disuasión automática de aves en riesgo de colisión con aerogeneradores”, registrado bajo el nombre DTBird.

Del éxito del proyecto habla bien a las claras la evolución de Liquen. La empresa que fundaron los dos cuenta ahora con 50 técnicos que se han convertido en los mejores especialistas para proteger la fauna en el complejo entorno de los parques eólicos: biólogos, ingenieros informáticos desarrolladores de software, ingenieros mecánicos, ingenieros de comunicaciones, electricistas, administrativos, responsables de prevención de riesgos laborales, recursos humanos, calidad, administración… La fábrica y las oficinas principales en Madrid se han ampliado recientemente para dar cabida a más personas, y para contar con más espacio para el almacenamiento de materiales, herramientas y áreas de prueba.

La experiencia acumulada en estos años en la monitorización y reducción del riesgo de colisión de aves (DTBird®) y de murciélagos (DTBat®) con los aerogeneradores, está integrada en el nuevo software que ha sido bautizado como ‘Larus’, nombre científico de las gaviotas. Larus incorpora redes neuronales que mejoran la detectabilidad (incluyendo la detección entre palas), realiza una clasificación de las detecciones, y reduce el número de falsos positivos (confusión de otros elementos voladores con aves). Además, incorpora un indicador del riesgo de colisión con la estimación de la distancia y altura de las aves en su punto más próximo al aerogenerador. Actualmente se están elaborando las especificaciones del sistema.

Al nuevo software le acompaña también una nueva interfaz de presentación de vuelos y datos NEST, un nido de almacenamiento de videos y datos. “El diseño nace fruto de sugerencias y mejoras, algunas propuestas por nuestros clientes y otras por los miembros del equipo de DTBird”, explica Agustín Riopérez. Por medio de ella, los clientes pueden ver los vuelos de aves registrados en formato video, listos para un posterior análisis y exportable de cara a la preparación de informes ambientales.

Mejoras de producto y servicio
Además, se han incorporado nuevos protectores de las lentes que no se degradan con el sol y un sistema de limpieza aprobado por DTBird que se usa desde el suelo, lo que permite mantener buena transparencia, clave para la detectabilidad, a un bajo coste operacional, lo que es una gran mejora especialmente para entornos con frecuente acumulación de polvo.

 

DTBird cámaras en la torre

Cámaras en la torre de un aerogenerador. DTBird comercializa distintos modelos, con distinto número de cámaras y ángulos de lentes adaptados a las necesidades concretas de cada parque eólico

 

El resto de los componentes del sistema han pasado innumerables veces por las mesas del taller para un calibrado y testeado final antes de enviar los sistemas a su destino final. La implantación de un sistema de calidad en la fabricación, instalación y comisionado de sistema ha supuesto una mejora en la calidad final del producto y una alta disponibilidad con bajo índice de errores. Como mejora se ha optado por cableado con aislamiento contra los rayos ultravioleta, con alta resistencia al calor y a la humedad.

En el área de Operación y Mantenimiento (O&M), se ha implantado un software de gestión de incidencias que permite a los técnicos de DTBird informar al cliente sobre incidencias en el sistema, dar instrucciones y asistencia en remoto, llevar un registro y establecer comunicaciones con el personal involucrado en la gestión de las incidencias. Este proceso, unido con una mejora del sistema de alertas internas automatizadas, da pie a un control operacional integral.

En cuanto a la instalación y mantenimiento por parte de DTBird, se ofrecen todas las opciones. Los clientes ya pueden optar a efectuar la instalación enteramente con sus propios medios y recursos, o hacerlo con subcontratas previamente autorizadas por DTBird (siempre con el apoyo del equipo técnico de DTBird en remoto), o directamente por técnicos de DTBird.

Las unidades DTBird Offshore y Near-Shore (se refieren a parques eólicos ubicados mar adentro y cercanos a la costa, respectivamente) instaladas en plataformas fijas o flotantes son producto del análisis de los ingenieros mecánicos del área de Diseño de DTBird y de la experiencia acumulada desde la primera instalación marina de una unidad de DTBird en la plataforma offshore Fino I del Mar del Norte en 2016.

La brisa marina, la humedad del ambiente y la salinidad pueden afectar gravemente a la resistencia de los materiales y provocar corrosión progresiva de los materiales. Estas condiciones se producen tanto en entornos marinos como en los parques terrestres localizados a varios kilómetros del mar. “Para cada parque eólico, DTBird prepara un proyecto de ingeniería específico para acomodar la ubicación, orientación y fijación de la cámara al aerogenerador y/o pieza de transición, ya sea un parque eólico de torre fija o flotante”, señala Javier Díaz.

Modelos de DTBird y adaptación a los nuevos tamaños de aerogeneradores
Uno de los grandes retos de la eólica es el creciente impacto ambiental de los aerogeneradores de grandes dimensiones. Cuando se empezaron a instalar unidades de DTBird hace más de 10 años, el diámetro medio de los aerogeneradores estaba en torno a los 90 metros. “Actualmente instalamos unidades de DTBird en aerogeneradores terrestres de diámetro en torno a los 120–150 metros. Y en el entorno marino suben hasta los 170–220 m de rotor –apunta Riopérez–. A mayor diámetro, existe un mayor solapamiento de la zona de giro de las palas con las alturas de vuelo del aerogenerador, y, por ende, mayor velocidad lineal de la punta de pala. También es posible que disminuya la capacidad de percepción del peligro de las dimensiones de los aerogeneradores por parte de las aves. En algunos parques eólicos las alturas de vuelo frecuentes de las especies de la zona se solapan completamente o en gran medida con las de giro de las palas, con el consiguiente riesgo para las aves”.

Esto ha llevado a DTBird a la comercialización de distintos modelos, con distinto número de cámaras y ángulos de lentes adaptados a las necesidades concretas de cada parque eólico. En las Tablas 1 y 2 se muestran los modelos más frecuentes: DTBirdV4, DTBirdV8, DTBirdV6LD e incluso DTBirdN con cámaras térmicas.

DTBird distancia detección aves marinas

 

DTBird distancia detección aves terrestres



El gigantesco tamaño de los nuevos aerogeneradores ha exigido reconfigurar algunos aspectos en los sistemas DTBird. Por ejemplo, en el módulo de Disuasión, con el que se reduce el riesgo de colisión mediante la emisión de sonidos, ha sido necesario platear diseños de dos o tres alturas de posicionamiento de altavoces. “Respecto al módulo de Parada, a parte de la parada por aves o grupos de aves que se acercan al aerogenerador, en algunos parques eólicos con gran actividad de aves hemos implantado con éxito paradas por actividad. Para ello se establece un umbral de actividad de aves a partir del cual el aerogenerador se mantiene parado y con el que se cubre la mayor parte de la actividad de riesgo de las aves, evitando tener que activar muchas paradas”, señala Javier Díaz. [En la imagen inferior puede verse el modelo offshore de DTBird]

DTBird modelo offshore

La detección por ultrasonidos: DTBat
DTBat, el sistema para reducir el impacto sobre los murciélagos, funciona detectando la presencia de quirópteros en tiempo real y tiene la opción de activar la parada automática del aerogenerador en función de esa presencia de murciélagos o en combinación con variables ambientales. Actualmente hay dos módulos disponibles: Detección y Parada. La primera instalación de DTBat en un parque eólico se realizó en 2012. Actualmente, hay instaladas más de 40 unidades de DTBat en Austria, Bélgica, España, Francia, Italia, Países Bajos, Polonia, y Suiza.

De la misma forma que el DTBird, estos dispositivos se personalizan para cada parque eólico. Se ofrecen varias opciones de instalación dependiendo del número de detectores de ultrasonidos instalados (1–3 por aerogenerador) y la ubicación (diferentes alturas en la torre y/o en la nacelle). Los detectores vienen equipados con un micrófono mediante el cual se posibilita grabar las llamadas de los murciélagos. Estos datos se recopilan y se almacenan en la Plataforma de Análisis de Datos. A posteriori se pueden descargar los sonogramas, representaciones gráficas de la frecuencia de las llamadas emitidas. La distribución de esas frecuencias en el tiempo sirve para identificar la especie concreta o el grupo de quirópteros al que pertenece el individuo. Las especificaciones técnicas del DTBat también serán actualizadas próximamente.

El módulo de Parada permite mantener el aerogenerador parado cuando se supere un umbral de actividad de murciélagos definido. “Frente a las paradas de aerogeneradores conectadas a la variable indirecta de la velocidad del viento (por ejemplo, paradas de aerogeneradores para vientos inferiores a 7 metros/segundo), esta es la solución lógica que permite aprovechar la energía incluso con vientos bajos cuando no hay actividad de murciélagos y, a su vez, proteger a las especies de murciélagos que vuelan a velocidades de viento altas”, explica Riopérez.

Los nuevos modelos de DTBat con el paso de los micrófonos a través de la torre del aerogenerador y nuevo hardware de detección “permiten una reducción significativa de los costes de venta, instalación y mantenimiento”.

DTBird estará presente en las siguientes ferias y eventos del sector eólico:
• Alemania. WindEnergy Hamburg. Sept. 26–30
• EEUU. 14th Wind Wildlife Research Meeting. Nov. 15–17
• España. Conama. Nov. 21–24
• Francia. EnerGaïa. Dic. 7–8

• Este artículo está incluido en el número de septiembre de Energías Renovables en papel, que puedes descargar gratis en formato PDF aquí.

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