Los gestores de activos, operadores y explotadores de aerogeneradores tienen dos objetivos clave: 1) optimizar la disponibilidad de los aerogeneradores, y 2) ejecutar la estrategia de mantenimiento más rentable posible. En este artículo, explicamos cómo la monitorización de las vibraciones contribuye a optimizar la disponibilidad y la eficiencia del mantenimiento de los aerogeneradores.
El control de las vibraciones permite conocer mejor el tren motriz de los aerogeneradores
Toda máquina industrial rotativa está sujeta a vibraciones, pero cuando éstas aumentan en uno o varios puntos de la máquina, es importante determinar la causa. No hay que subestimar las consecuencias de unas vibraciones excesivas, ya que pueden tener consecuencias catastróficas para las personas, el medio ambiente y la propia máquina.
En el caso de los aerogeneradores, es importante vigilar todos los componentes del tren de transmisión (eje de baja velocidad, eje de alta velocidad, multiplicadora y generador) para detectar las vibraciones, ya que la detección precoz del aumento de las vibraciones y la determinación de su causa reducen significativamente la posibilidad de incidentes, costes elevados inesperados y reducción de la vida útil.
Sensores de vibración en la transmisión
Toda la cadena cinemática está equipada con sensores de vibración que miden continuamente las vibraciones de todos los componentes y las envían a un sistema de adquisición de datos. A continuación, los datos se procesan y almacenan, y los especialistas en vibraciones los analizan periódicamente mediante un avanzado software de análisis. Al analizar periódicamente los aerogeneradores, se crea una tendencia que permite al especialista en vibraciones conocer el estado del tren motriz mediante el análisis de tendencias.
Optimización de la disponibilidad operativa de los aerogeneradores
Veamos primero el primer objetivo, 1) optimizar la disponibilidad de los aerogeneradores. La disponibilidad operativa óptima se consigue minimizando la posibilidad de paradas inesperadas, maximizando la vida útil y optimizando el rendimiento.
Minimizar los tiempos de inactividad imprevistos y maximizar el rendimiento
Sin un buen conocimiento periódico del comportamiento de las vibraciones de los componentes giratorios y, por tanto, del estado de la máquina, la probabilidad de que se produzcan paradas inesperadas es alta. Por ejemplo, si se daña un rodamiento y no se detecta a tiempo debido a la falta de información sobre su estado, es necesario iniciar a corto plazo toda una operación para sustituirlo. Con la monitorización y el análisis periódico de las vibraciones, un rodamiento defectuoso de este tipo puede detectarse antes y anticiparse mejor, lo que reduce significativamente los costes de reparación.
Además, el mencionado análisis de tendencias contribuye a optimizar el rendimiento. El análisis de tendencias puede determinar si un rodamiento con daños incipientes puede seguir funcionando de forma rentable durante la estación con mayor potencial eólico (de otoño a primavera), o si puede ser necesario limitar temporalmente la velocidad máxima del aerogenerador correspondiente hasta el verano, cuando suele haber menos viento.
Prolongar la vida útil con vibraciones Mediciones
Al detectar a tiempo el aumento de los niveles de vibración en el tren motriz, la monitorización de las vibraciones puede ayudar a identificar factores que podrían afectar a la vida útil del aerogenerador. Esto permite a los propietarios y operadores tomar medidas para prolongar la vida útil de las turbinas y mejorar la disponibilidad general.
Optimizar el rendimiento
Los sistemas de control de vibraciones también pueden utilizarse para optimizar el rendimiento de las turbinas eólicas. Analizando los datos, los ingenieros pueden ajustar el funcionamiento de la turbina para maximizar la producción de energía sin comprometer la seguridad. Esto contribuye a una mayor disponibilidad al mejorar el rendimiento de los aerogeneradores.
Optimizar la eficacia del mantenimiento de los aerogeneradores
Y ahora veamos el segundo objetivo, 2) ejecutar la estrategia de mantenimiento más rentable posible. Una estrategia de mantenimiento eficiente se consigue haciendo que el mantenimiento sea planificable, o siguiendo una estrategia de mantenimiento predictivo.
Por múltiples razones relacionadas con los costes, planificar el mantenimiento de los aerogeneradores es esencial para un mantenimiento eficaz. Se hace especial hincapié en mantener los trabajos en la parte superior del tren motriz, ya que los costes aumentan considerablemente cuando hay que realizarlos en la parte inferior. Desgraciadamente, a veces es inevitable que los trabajos en el tren motriz tengan que realizarse en la torre inferior. En ese caso, es esencial conocer con antelación el estado de la máquina para poder planificar el mantenimiento, debido a la complejidad del proceso logístico. Comienza con la obtención de los permisos adecuados, que lleva al menos 12 semanas, la programación de uno de los pocos equipos especializados disponibles, la programación de una grúa especial que también es escasa y se entrega en unos 40 camiones, la programación de las herramientas adecuadas para mantener el resto del tren motriz en su sitio, que también son escasas, y la obtención de la pieza adecuada de la máquina.
Además, puede haber costes adicionales a tener en cuenta, como los costes de compensación en situaciones en las que los agricultores cercanos tengan que sacrificar parte de su cosecha para permitir el acceso a las turbinas eólicas. También puede ser necesario salvar zanjas, y hay que tener en cuenta las influencias estacionales y meteorológicas que dificultan la construcción de grúas debido a la elevada velocidad del viento o a los terrenos fangosos.
Todo esto significa que cuando el mantenimiento puede planificarse mediante la monitorización de vibraciones y el análisis periódico de vibraciones (y técnicas adicionales), el mantenimiento puede realizarse de forma más eficiente.
