El Ceder pone en marcha el único banco de ensayos de palas de pequeños aerogeneradores de España

CGP/DICYT El Centro de Desarrollo de Energías Renovables (Ceder-Ciemat) de Lubia (Soria) ha puesto en funcionamiento un banco de ensayos de palas de pequeños aerogeneradores. Este banco de pruebas es el único laboratorio del país que cuenta con tecnología adaptada a los aerogeneradores de hasta 100 kilovatios y capaz de caracterizar las palas para optimizar los diseños de los fabricantes y validarlos según la normativa vigente.

Las palas son las partes más importantes del aerogenerador, las encargadas de captar la energía del viento y transformarla en un movimiento rotativo y, al ser componentes de alta tecnología, son también críticas en cuanto a costes, diseño, fabricación y seguridad de funcionamiento, y por ello sus requerimientos de ensayo son altos. En los bancos de ensayos de palas se reproducen, por un lado las cargas más desfavorables que podrán sufrir a lo largo de su vida útil y, por otro, se simula aceleradamente la acumulación de daño o fatiga en los materiales que las componen. En paralelo, se realizan también otras complementarias que aportan información adicional.

A nivel mundial el número de instalaciones de bancos de palas es escaso y suelen tener una gran carga de trabajo debido al elevado número de horas (varios meses normalmente) necesarios para analizar un único modelo de pala. El Ceder se convierte, dentro del territorio nacional, en el único centro capacitado para desarrollar estas pruebas de resistencia en las palas de los aerogeneradores.

Precisamente por ser las palas de las partes más importantes del aerogenerador, las encargadas de captar la energía del viento y transformarla en un movimiento rotativo, y con componentes de alta tecnología, son también críticas en cuanto a costes, diseño, fabricación y seguridad de funcionamiento, es por lo que sus requerimientos de ensayo son altos, según la información de la Subdelegación del Gobierno recogida por DiCYT.

En los bancos de ensayos de palas se reproducen, por un lado, las cargas más desfavorables que podrán sufrir a lo largo de su vida útil y, por otro, se simula aceleradamente la acumulación de daño o fatiga en los materiales que las componen. En paralelo a estas pruebas se realizan también otras complementarias que aportan información adicional.

Diseños diferentes

Aunque los principios físicos de funcionamiento del aerogenerador son los mismos independientemente de su tamaño, los diseños de las máquinas más pequeñas, que podríamos acotar en una potencia de hasta 100 kilovatios, son bastante diferentes a los de la gran eólica. De la misma manera, muchos de los ensayos de componentes y características de estos pequeños aerogeneradores también difieren de la que presentan los grandes, y lo mismo sucede con respecto a la normativa que les es de aplicación.

Aerogeneradores de última generación que están actualmente instalándose en el entorno de los cinco megavatios, tienen palas de unos 60 metros de envergadura. Además, tiende a incrementarse aún más para generar mayores potencias. Sin embargo, una máquina tripala de 100 kilovatios tiene típicamente unas palas de 10 metros de longitud, y de ahí disminuyendo para potencias menores. Estas palas de menor tamaño no pueden ser ensayadas en los grandes bancos de pruebas de la gran eólica, debido a un problema de escala de utillajes y de control del sistema, requiriendo por tanto una tipología de banco de ensayos adaptada.

Este es el caso del banco de ensayos de palas de pequeños aerogeneradores que el Ciemat dispone en sus instalaciones del Ceder en Lubia. Pertenece al sistema de tiro por varios puntos (hasta un máximo de 3) en dirección hacia el suelo, y está gestionado bajo un sistema de control y adquisición de datos integrado y automático, específicamente desarrollado. En los ensayos se monitorizan y analizan datos de fuerzas aplicadas, desplazamientos de la pala, deformaciones del material (extensiometría), aceleraciones, condiciones ambientales y calentamiento de zonas de la pala (termografía). Toda esta información permite optimizar los diseños de los fabricantes y validarlos finalmente en relación a las normativas aplicables.