Inspección de aerogeneradores: ver palas a cien metros de altura, con menos tiempo de parada

El deterioro de un aerogenerador se divide en palas, torre y cimentación y góndola (la carcasa del generador y la transmisión). Las palas son las que más sufren: las puntas atraviesan lluvia y arena a gran velocidad, sirven de camino al rayo y flexionan decenas de millones de veces. Por eso las palas son el objeto principal de la inspección.

En Japón, desde abril de 2017 las instalaciones eólicas de 500 kW o más están sujetas a inspección periódica de gestión de la seguridad según la Electricity Business Act. Basándose en la directriz de inspección periódica (JEAG 5005) y en la guía de inspección y reparación de palas de la asociación del sector, los operadores comprueban el estado de palas y torre, la tensión de los pernos, la protección contra rayos y más, y conservan registros. También en el extranjero, la inspección periódica suele ser exigida por permisos, aseguradoras o garantías del fabricante.

El medio de acercarse se convierte en el tiempo de parada y el riesgo. Las puntas de las palas suelen estar a más de cien metros del suelo. Los técnicos de acceso por cuerda colgados de la góndola han sido durante mucho tiempo el estándar, pero no pueden trabajar con viento fuerte y cada aerogenerador lleva mucho tiempo.

En alta mar el dolor se multiplica: enviar un buque, esperar a que el mar se calme, transbordar al aerogenerador. La cartera eólica marina de Japón crece, y como suele citarse que el O&M es una gran parte del coste de vida útil, la eficiencia de la inspección va directa a la economía del proyecto.

El dron sustituye cuerdas y góndolas llevando una cámara a lo largo de la superficie de cada pala. Una vez detenido el aerogenerador y bloqueado el rotor en una posición fija, el dron capta automáticamente las cuatro caras: borde de ataque, borde de salida, intradós y extradós. Terminar un aerogenerador en una parada corta es su mayor fortaleza.

En Japón, un proyecto financiado por NEDO validó drones que detectan por sí mismos la orientación de la góndola y la posición de las palas y siguen las palas oscilantes mientras toman imágenes. Cómo captar aerogeneradores que siguen moviéndose incluso detenidos, como las unidades marinas flotantes, es uno de los grandes retos pendientes.

Los aerogeneradores se construyen precisamente donde el viento es más fuerte, lo que los convierte en uno de los lugares más difíciles para volar un dron. Además son altos. En el mar se suman la sal y las salpicaduras, en el norte el hielo, y el interior de palas y torre es estrecho y oscuro. La inspección eólica es un escaparate de barreras ambientales.

• Viento y turbulencia: el aire envuelve la góndola y la torre, y el flujo perturbado se arrastra detrás de las palas. Mantenga margen de tolerancia al viento, aproxímese desde barlovento y deje una vía de escape. Viento y turbulencia
• Altura: las puntas de pala suelen superar los 100 m sobre el suelo. Compruebe los límites de altitud y cómo se aplican las excepciones cerca de estructuras, y planifique volver con batería de sobra. Altura
• Sal y salpicaduras en alta mar: despegar desde un buque es una lucha contra el movimiento. La sal ataca la aeronave, así que la limpieza tras el vuelo importa. Agua, salpicaduras y humedad
• Frío y engelamiento: en los meses fríos las baterías pierden potencia y puede formarse hielo en hélices y sensores. Caliente las baterías antes del vuelo y no vuele en condiciones de engelamiento. Frío y engelamiento
• Espacios confinados: inspeccionar el interior de palas o torres requiere aeronaves tolerantes a colisiones e iluminación. Espacios confinados

Para una guía general sobre cuánto viento es demasiado para un dron, lea con cuánto viento puede volar un dron (Airffic World).

Un aerogenerador produce cientos de imágenes de alta resolución. A partir de ellas hay que encontrar daños, ubicarlos en la pala (distancia desde la raíz y qué cara), graduar su gravedad, comparar con la vez anterior y decidir cuándo reparar. La IA es fuerte encontrando, ubicando y comparando; decidir si reparar ahora o esperar corresponde a la persona responsable del aerogenerador.

En Japón, las instalaciones eólicas deben cumplir normas técnicas según la Electricity Business Act, y las de 500 kW o más están sujetas a inspección periódica de gestión de la seguridad. La eólica marina avanza mediante la designación de zonas y la selección de promotores según la Act on Promoting the Utilisation of Sea Areas for Renewable Energy, donde los planes de O&M a largo plazo pesan mucho. Usar drones dentro de la inspección depende de que el operador pueda justificarlos como método de inspección.

En el extranjero, la serie IEC 61400 y las normas de organismos de certificación (p. ej. DNV) son el lenguaje común para diseño y certificación. En algunos países, la inspección periódica por expertos cualificados es condición del permiso.

En las reglas de vuelo, la altura es la cuestión clave. En Japón, el espacio aéreo a 150 m o más sobre la superficie requiere por lo general permiso, aunque existen excepciones cerca de estructuras altas. Las puntas de las palas de grandes aerogeneradores pueden superar esa altura, así que compruebe las reglas vigentes. En el mar, también hace falta coordinarse con el tráfico marítimo y las autoridades portuarias. Compare países en regulaciones del mundo.

• Defectos internos: la delaminación y el fallo de la línea de unión a menudo no se ven desde fuera. Se requieren golpeo, ultrasonidos u otros END; el golpeo con drones sigue en fase de ensayo.
• La reparación en sí: volver a aplicar la protección del borde de ataque es trabajo para personas o robots.
• Par de los pernos: la comprobación de la tensión de los pernos la hacen personas dentro de la torre.
• Días ventosos: los aerogeneradores que más interesa inspeccionar están en los lugares más ventosos. Algunos días no se puede volar; programe las inspecciones hacia las estaciones más tranquilas.
• Calificación y responsabilidad: interpretar la gravedad del daño y decidir si seguir operando sigue siendo un trabajo humano.

En la base de un aerogenerador marino hay una estación de dron. En un amanecer en calma el dron despega por sí solo, fotografía las tres palas del aerogenerador detenido y regresa. Aunque la cimentación flotante se mueva, sigue las palas y capta desde la misma pose que la vez anterior. En tierra, solo las palas que cambiaron tras las tormentas de invierno aparecen en pantalla. Esa es la imagen que esperan nuestros editores.

Nadie necesita cruzar las olas en cada inspección. Las personas deciden el orden de reparación, organizan piezas, buques y ventanas meteorológicas, y estudian cómo prolongar la vida de las palas. La inspección pasa de colgarse de estructuras altas a cuidar toda la vida del aerogenerador.