LEO alarga la vida de los ejes dañados en los aerogeneradores de manera segura

La durabilidad de los ejes de baja de los aerogeneradores, como la de otros muchos componentes sujetos a cargas cíclicas, está limitada por la actuación de mecanismos de fatiga. En ocasiones, suceden imprevistos en la fase de diseño (procesos de corrosión, daños de montaje, errores geométricos, etc…) haciendo que la vida a fatiga se reduzca de forma dramática.

En un número elevado de aerogeneradores la sustitución de los ejes no es una alternativa viable por cuestiones económicas, en su lugar, se implementan medidas de mantenimiento predictivo que conviven con las grietas, y se sustituyen únicamente aquellos ejes gravemente dañados.

A raíz de la rotura de dos ejes de baja, como consecuencia de la actuación de un mecanismo de fretting‐fatiga, TECNALIA se hizo cargo en 2009 del control de la integridad estructural de los ejes de 100 aerogeneradores. Su labor consistió en implementar un procedimiento de mantenimiento predictivo basado en inspecciones manuales.

Conscientes de los recortes presupuestarios que afectan al mantenimiento de los aerogeneradores ponemos en marcha el proyecto LEO (Life Extension in eOlics). Este sistema embarcado trabaja de forma autónoma y autogestionada en las tres tareas del mantenimiento predictivo: inspección por ultrasonidos, valoración de resultados y emisión de una alerta en caso de riesgo para la integridad estructural del aerogenerador. 

Como centro multisectorial y multidisciplinar poseemos equipos de trabajo con las capacidades tecnológicas complementarias necesarias para el desarrollo de un activo complejo como LEO. Este desarrollo se ha llevado a cabo en base al conocimiento y experiencia en seis ámbitos tecnológicos: análisis de fallo (RCA), integridad estructural, física de los ultrasonidos, desarrollo de electrónica, desarrollo de software e ingeniería de instalación.

Tras tres años de trabajo, a finales de 2017, en los que se pasa de un producto TRL1 a TRL9, se lleva a cabo la instalación de 100 dispositivos LEO. En marzo de 2018 se da por finalizado el proyecto tras demostrar en campo la funcionalidad principal de los equipos: se detecta un agrietamiento en uno de los ejes. Seis meses después de esta primera detección, el aerogenerador sigue operando gracias a LEO, y la grieta evoluciona según lo previsto a la espera de la sustitución del eje.

LEO es totalmente configurable y permite programar alertas de acuerdo con las necesidades del cliente y las características de los sistemas que monitorización. En la versión actual se ha implementado una dinámica de avisos con tres niveles de alarma, permitiendo en las dos primeras fases el rearme de la máquina e impidiéndolo en la fase final para eliminar riesgos de rotura.

Las mejoras que introduce LEO como sistema de mantenimiento predictivo embarcado son múltiples:

• Aprovechamiento mínimo del 96 % de la vida útil del eje.
• Conforme la grieta avanza el sistema informa para poder gestionar el stock y la programación de la parada.
• Inspecciones automáticas sin necesidad de detener el aerogenerador.
• Pequeño coste anual de mantenimiento a realizar por el propio explotador.
• Dotado de sistemas de autodiagnóstico y de aseguramiento de la medida e, ignora grietas no relevantes con lo que se eliminan los falsos positivos.
• Permite la monitorización remota.
• Sistema programable y adaptable a distintas patologías y modelos.
• Retorno de la inversión rápido por eliminación de inspecciones manuales y paradas.

LEO permite maximizar la vida de ejes dañados en base a predicciones de evolución del daño de manera segura. No se descarta su uso en otras aplicaciones como el ferrocarril o naval, donde los ejes también son componentes críticos.