Energetica 226. Mayo 2023

recurrentes de las soldaduras de la torre para poder apreciar si se ha iniciado un mecanis- mo de fatiga. Debemos recordar que la fatiga es un mecanismo completo desde un inicio micro-estructural de una grieta que, debido a los ciclos de carga recurrentes y variables, va progresando hasta llegar a separar por completo las dos piezas. Con una inspección podemos detectar un estado intermedio de esta progresión, haciéndolo a tiempo para poder tomar acciones o medidas correctoras mucho antes de llegar al fallo de la soldadu- ra y en definitiva el colapso de la estructura. En el proceso de diseño de una torre metá- lica se calculan con rigor estas uniones solda- das para asegurar la certificación de los 25-30 años de vida esperados. Se sigue como guía el Eurocódigo 3 para el diseño de estructuras de acero partes 1-8 y 1-9, donde se pueden encontrar una clasificación de los parámetros y tipologías que permite orientar eficazmente al cálculo que verifique la unión. Adicional- mente guías de certificadoras como DNV, más otras publicaciones de referencia especiali- zadas sirven de apoyo y contraste al análisis. Un caso más particular de las soldaduras horizontales son las que unen la virola a las bridas en los extremos de los tramos. En este caso la carga estructural no sólo pasa de un espesor a otro, sino que pasa de un espesor a una brida con la unión atornillada dispuesta a una cierta distancia en un diámetro diferente. Ese paso de carga esmás comprometido para la propia soldadura, y por eso se analizan con detenimiento. Es importante remarcar que en el proceso de fabricación se debe observar un control riguroso de los parámetros de calidad del proceso de soldadura, ya que éste es muy sensible a ciertos factores. Una mala fusión en un punto, un mal aporte de material local- mente, un exceso de calor con cambios me- talográficos, o algún otro fenómeno por falta de control en la calidad del proceso, puede desvirtuar por completo la resistencia a fatiga a valores muy inferiores. Las soldaduras que se inspeccionan habi- tualmente son las horizontales, y no tanto las verticales ¿a qué se debe? Las soldaduras horizontales sufren la carga perpendicular- mente, lo que es más dañino a fatiga que en el caso de las verticales, donde la carga dis- curre de manera paralela. En el momento actual, el sector eólico ex- perimenta un crecimiento espectacular y sin embargo todavía insuficiente, para alcanzar los objetivos de crecimiento en producción de energías renovables y descarbonización. Debido a esto y al gran número de parques eólicos que están llegando a los 20 años y por tanto al fin de su teórica vida útil, una alternativa muy frecuente es extender la vida de los activos. Para ello se debe asegurar la integridad estructural de los elementos es- tructurales, principalmente la torre para ga- rantizar la seguridad de las instalaciones. Por ello el creciente interés por nuevas solucio- nes o alternativas para la inspección de las soldaduras de las torres. Una vez definida la necesidad de inspeccio- nar un elemento crítico para la integridad es- tructural de los aerogeneradores, la siguiente cuestión es analizar las opciones técnicamen- te viables para realizar dichos trabajos. Las técnicas actuales para inspeccionar las soldaduras pasan por diferentes tecnologías de ultrasonidos. Están más que contrasta- das y se usan habitualmente en la industria en casi todos los sectores. El problema en el caso de los aerogeneradores está en el acce- so a esas soldaduras. Tengamos en cuenta que las torres de los aerogeneradores miden entre 40 y 140 metros de altura si nos refe- rimos a estructuras en tierra (onshore). Esto hace necesarios métodos de trabajo en al- tura como grúas, plataformas o trabajos con cuerdas. Además, las torres son estructuras troncocónicas, lo que representa un reto para hacer el seguimiento de las soldadu- ras a lo largo de la circunferencia de 360º, obligando a las grúas y plataformas a varias posiciones alrededor de la turbina para ac- ceder a toda la circunferencia. En el caso de las cuerdas no hace falta posicionar las cuer- das, pero complica mucho la correcta toma de datos con un equipo de mucha precisión como los ultrasonidos. En todos estos casos debemos añadir el factor crítico del alto ries- go para los trabajadores que implican estas operaciones. Hay que considerar el altísimo coste del uso de grúas o plataformas, ade- más de su escasa disponibilidad, sobre todo para grandes alturas. Además, el tiempo necesario para estas operaciones que nece- sitan ventanas con muy bajo viento para rea- lizarse conlleva muchas horas de parada de las turbinas, con la consiguiente pérdida de producción y dinero. Debido a este alto coste y al excesivo tiempo y pérdidas de produc- ción necesarios para la inspección, se suelen realizar muestreos, en lugar de inspeccionar la totalidad de las soldaduras. Para solventar todos estos inconvenientes, TSR Wind ha diseñado y construido un robot teledirigido capaz de realizar el seguimiento de las soldaduras horizontales y verticales de las torres. Kratos es un robot magnético ca- paz de moverse sobre la superficie metálica de las torres en todas direcciones con gran precisión. Está equipado con un equipo de ultrasonidos de alta gama, que incorpora y permite combinar dos tecnologías dife- rentes de UT, como Phased Array y TOFD. A diferencia de los equipos manuales usados habitualmente que no permiten la grabación de datos y por tanto dependen de la habili- dad y experiencia del técnico que realice la inspección, este sistema permite el registro y grabación de todos los datos adquiridos y por tanto la digitalización y procesamiento de la información, además de las imágenes recogidas por sendas cámaras que graban el exterior de las soldaduras. El uso de servicios robotizados como el Kratos tiene claras ventajas técnicas y eco- nómicas sobre los métodos actualmente disponibles. Necesita mucho menos tiempo y por tanto también es más económico, te- niendo menos tiempo los aerogeneradores parados, aumentando así la producción. Evi- ta el problema del alto coste y la escasa dis- ponibilidad de grandes grúas o plataformas, sobre todo para torres superiores a 80metros de altura. El uso de un equipo que permite combinar dos potentes tecnologías de ul- trasonidos aporta mayor calidad y mucha más información de la inspección que los equipos manuales. Aumenta la calidad de la inspección usando equipos de alta gama y la combinación de diferentes tecnologías de UT. Además, permite su registro para la digitalización almacenamiento y posterior análisis y procesamiento. Este servicio pone a disposición de los propietarios y gestores de activos eólicos una nueva alternativa técnica y económica- mente viables que además elimina o reduce significativamente los riesgos para los traba- jadores ◉ Es necesario realizar inspecciones recurrentes de las soldaduras de la torre para poder apreciar si se ha iniciado un mecanismo de fatiga eólica: operación y mantenimiento 99 ENERGÉTICA XXI · 226 · MAY 23