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El montaje final de un aerogenerador supone la unión de los componentes mediante adhesivo, una de las uniones estructurales más complejas que existen

Empleo de adhesivos en el sector eólico

Antonio Conesa, Henkel Ibérica S.A.25/09/2013
Las energías renovables son la clave de una producción energética sostenible a nivel mundial. Dentro de ellas, la eólica es la que presenta en la actualidad costes más competitivos en la producción de energía. Los avances en el sector se han logrado gracias a un constante avance tecnológico que han permitido el desarrollo de generadores que producen energía a menor coste. Todo ello no habría sido posible sin el empleo de adhesivos en su diseño y fabricación. Los adhesivos están presentes en el montaje de muchos de los componentes de los aerogeneradores, permitiendo diseños más robustos, ligeros y fiables.

Los aerogeneradores son complejos equipos electromecánicos cuyo diseño, fabricación y montaje presenta numerosos retos. Los adhesivos aportan soluciones tecnológicas sin las cuales no sería posible la construcción de los actuales aerogeneradores.

El principal desafío en la fabricación de aerogeneradores lo constituye su enorme tamaño, lo que genera requisitos muy particulares a la hora de abordar cualquier proyecto o diseño.

Henkel dispone de tecnologías adhesivas para responder a las exigentes demandas del sector. La estrecha colaboración en la validación de las soluciones resulta imprescindible para el éxito de los distintos proyectos. Dicha colaboración se produce tanto para validación de soluciones para la fabricación de aerogeneradores, como para el mantenimiento y reparación de los mismos.

Las principales aplicaciones del adhesivo dentro del sector eólico pueden agruparse en las siguientes categorías:

  • Uniones estructurales
  • Montaje mecánico
  • Sellado de estructuras

Además de adhesivos, Henkel también ofrece productos para el desmoldeo de palas y otros componentes de material compuesto, así como para la lubricación de pernos y otros componentes, ofreciendo un amplio espectro de soluciones para el sector.

Uniones estructurales

Para la fabricación de palas de aerogeneradores, se producen por separado las conchas, vigas y elementos que las constituyen. El montaje final se realiza uniendo los componentes mediante adhesivo, lo que constituye una de las uniones estructurales más solicitadas y complejas que existen. Muchos fabricantes emplean adhesivos epoxi para el pegado de las palas, o de componentes de las mismas. Esto obliga a tiempos de curado prolongados y a menudo a calentar las piezas para conseguir que al adhesivo consiga las propiedades mecánicas deseadas.

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En la fabricación de palas de aerogeneradores, se producen por separado las conchas, vigas y elementos que las constituyen. El montaje final se realiza uniendo los componentes mediante adhesivo.

Como alternativa, Henkel ha desarrollado adhesivos de poliuretano bicomponente, con tiempos de curado más cortos, lo que permite aumentar la productividad. Los adhesivos de poliuretano no necesitan ser curados a temperatura para desarrollar su máxima resistencia o acelerar el curado lo que supone además importantes ahorros de energía. Adicionalmente, los adhesivos de poliuretano Henkel tienen menor exotermia en el curado que los adhesivos epoxi. Esto significa que no se producen daños en materiales sensibles al calor, que pueden degradarse por el calor generado por la propia reacción de curado del adhesivo. También disminuyen las tensiones generadas por la dilatación y contracción generada por la exotermia del propio adhesivo.

Todo ello cumpliendo con los más estrictos requisitos de resistencia mecánica de las uniones, algo fundamental en estructuras sometidas a elevadísimas cargas estáticas y dinámicas.

Los adhesivos de poliuretano bicomponente Henkel han superado los exigentes requisitos de la homologación de Germanischer Lloyd para el sector eólico, siendo los primeros adhesivos de poliuretano en conseguir dicha aprobación.

Montaje mecánico

Los aerogeneradores contienen elementos mecánicos para transformar la energía del viento en electricidad. Dado el tamaño de los componentes, es preciso el empleo de equipos sofisticados capaces de mecanizar con precisión piezas de enorme tamaño. La tendencia a la construcción de aerogeneradores cada vez de mayor potencia (y por tanto de mayor tamaño) supone un desafío permanente en este sentido.

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La tendencia a la construcción de aerogeneradores cada vez de mayor potencia (y por tanto de mayor tamaño) supone un desafío permanente a la hora del mecanizado de las piezas y su ensamblaje.

El montaje de los componentes de aerogeneradores presenta los mismos problemas que otros montajes mecánicos tradicionales:

  • Los ajustes por interferencia no siempre garantizan la transmisión de esfuerzos requerida. La tensión de los pernos, a menudo no es suficiente para transmitir el esfuerzo necesario en los acoplamientos de bridas.
  • Las multiplicadoras y sistemas hidráulicos poseen numerosas uniones roscadas y bridas que es preciso sellar de forma fiable y duradera.
  • Los pernos pueden soltarse debido a la vibración durante el funcionamiento del equipo.

A la hora de afrontar estos retos, los ingenieros cuentan con un aliado: el adhesivo.

Los adhesivos anaeróbicos Loctite han demostrado durante décadas su enorme potencial a la hora de aumentar la fiabilidad de montajes mecánicos. Sectores como la automoción han conseguido mediante su empleo el desarrollo de motores mucho más fiables y duraderos. Desde la fabricación de carros de combate o tuneladoras, hasta pequeña maquinaria, los adhesivos anaeróbicos Loctite permiten montajes mecánicos más sencillos y más seguros.

El sector eólico no es una excepción. Un problema típico es la necesidad de refuerzo de montajes por interferencia. Las coronas de orientación de la góndola y las palas se montan mediante interferencia. Para conseguir las resistencias a torsión requeridas sería preciso emplear interferencias muy elevadas, lo que dificulta los montajes. Los retenedores Loctite permiten montajes con menor interferencia. El retenedor aporta una resistencia a torsión adicional a la que aporta la interferencia, reforzando el montaje y haciendo posible alcanzar las resistencias a torsión requeridas.

Los rodamientos de la multiplicadora están sujetos a cargas axiales elevadas y la interferencia del montaje no es suficiente para asegurar su fijación a largo plazo. Con el empleo de retenedores Loctite, se consigue su fijación fiable, evitando que puedan desplazarse.

El empleo de adhesivos en acoplamientos de bridas aumenta extraordinariamente la capacidad de transmisión de par de las mismas, sin añadir complejidad al montaje.

Los pernos de los componentes mecánicos y estructurales se fijan con adhesivo anaeróbico Loctite para evitar al autoaflojamiento por vibración de las uniones.

El empleo de adhesivos para el sellado de bridas de multiplicadoras, motores, etc., permite conseguir los mismos beneficios de durabilidad, fiabilidad, reducción de stocks de juntas, etc., que se consiguen en otros sectores industriales.

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Las coronas de orientación de la góndola y las palas se montan mediante interferencia. Para conseguir las resistencias a torsión requeridas sería preciso emplear interferencias muy elevadas, dificultando su montaje.Los retenedores Loctite permiten reducir dicha interferencia.

Sellado de estructuras

Para garantizar la durabilidad de las estructuras y los montajes es preciso evitar el ingreso de humedad en las uniones, que podría provocar corrosión y deterioro de algunos materiales o ingreso de peso adicional en las estructuras. Elementos como la torre, palas, góndola, presentan uniones mecánicas que es preciso sellar. Para estas aplicaciones Henkel dispone de una amplia gama de adhesivos elásticos de propiedades únicas: los polímeros de Silanos Modificados, también conocidos como MS.

Estos adhesivos presentan una excelente adhesión sobre los sustratos comúnmente utilizados en eólica, por lo que no requieren del uso de imprimaciones. Esto facilita enormemente el trabajo, al evitarse el empleo de imprimaciones, que habitualmente tienen poca estabilidad una vez abierto el envase, añaden etapas a los procesos de aplicación, y presentan los problemas de seguridad e higiene y ambientales típicos del empleo de productos que contienen disolventes.

Los selladores MS presentan además una estabilidad frente a radiación ultravioleta muy superior a la de otros adhesivos elásticos, se pueden pintar, e incluso pueden estar disponibles con el color (RAL) requerido por el cliente si se desea evitar pintar la estructura.

Todas estas ventajas hacen que el uso de adhesivos selladores MS vaya imponiéndose día tras día en el sector eólico así como en otros sectores industriales.

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Henkel Ibérica, S.L. - División Industrial

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