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Una aplicación en altura: escaneado 3D de álabe de turbina eólica

Las soluciones de metrología portátiles facilitan la captura de datos en entornos hostiles y difíciles

Redacción Interempresas12/07/2022
El mantenimiento de turbinas y parques eólicos completos es un desafío. Normalmente, las turbinas eólicas están diseñadas para operar durante 20 años. Durante estos 20 años están expuestas a todo tipo de condiciones climáticas y cargas pesadas, pero gracias a la tecnología de adquisición moderna y a los modelos numéricos avanzados, tales condiciones pueden abordarse e incluso convertirse en una mayor producción anual de energía.
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Para optimizar la producción a lo largo de su vida útil, sus condiciones de funcionamiento deben entenderse en detalle y luego mantenerse regularmente sobre esta base. El objetivo es mantener bajo control el desgaste y evitar la generación de vibraciones inesperadas y/o puntos débiles que puedan comprometer la integridad de la estructura y de los componentes de la turbina, maximizando al mismo tiempo la producción de energía.

La empresa española Nabla Wind Power forma parte del grupo Nabla Wind Hub, un proveedor de servicios independiente que ofrece soluciones únicas y multitecnológicas para la extensión de la vida útil de los parques eólicos, la mejora del rendimiento y la optimización del mantenimiento.

Digitalización en condiciones difíciles

En 2020, se solicitó a Nabla Wind Power que ampliara los álabes del rotor de una turbina eólica para aumentar el rendimiento de la instalación existente en un 10%. Para ello, hubo que digitalizar los últimos metros de un álabe de rotor para posteriormente diseñar la extensión del álabe. En un primer intento, se utilizaron escáneres láser terrestres para la digitalización. Pero Nabla necesitaba una incertidumbre considerablemente menor en las mediciones y, por lo tanto, comenzó a buscar una solución alternativa y finalmente pidió a Creaform Services que los apoyara.

El escáner 3D portátil más adecuado para esta tarea fue el HandySCAN 3D | Black. Gracias a su función de referencia dinámica, puede digitalizar con precisión en condiciones adversas. Las vibraciones no afectan los resultados y la incertidumbre de las mediciones es mucho menor a un milímetro. Como la tarea tenía que realizarse directamente en la turbina eólica, un ingeniero de aplicaciones de Creaform capacitó a dos escaladores industriales de la empresa Asaken y les enseñó a utilizar el HandySCAN 3D. Los escaladores subieron a lo alto de la turbina eólica a 130 metros, tuvieron que salir del buje y bajar en rappel 65 metros hasta el suelo.

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Preparación de escaneado: Escalador industrial pegando los objetivos en el álabe.

Lo primero que había que hacer era pegar objetivos en uno de los álabes del rotor en los últimos 7 metros. El HandySCAN 3D utiliza estos objetivos como puntos de referencia. Luego comenzaron el escaneado. Mientras uno de los escaladores industriales llevaba el portátil, el otro manejaba el escáner. Mientras tanto, el ingeniero de aplicaciones de Creaform estaba revisando el escaneado desde el suelo a través de Teamviewer. A esta altura, las condiciones del viento son siempre un problema y, en varias ocasiones, hizo tanto viento que el trabajo se detuvo debido a los fuertes vientos. Además, algunos problemas técnicos de la turbina eólica perturbaron el proceso de escaneado: por ejemplo, el rotor se bloqueó y no se pudo colocar en posición vertical. Pero finalmente, el escaneado se realizó con éxito.

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Dos empleados anclados a un álabe de turbina eólica con una cuerda utilizando un escáner HandySCAN Black y una computadora portátil para escanear piezas a gran altura.

El software de adquisición utilizado fue VXmodel, un módulo de VXelements. El archivo.stl se transfirió luego a CATIA para realizar ingeniería inversa.

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Escaneado del álabe del rotor en VXelements con visualización de malla.
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CAD del álabe del rotor de ingeniería inversa en Catia.

El jefe de operaciones de Nabla, Eder Murga, se mostró muy satisfecho con los resultados: “El manejo del servicio proporcionado fue profesional, tanto de Creaform como de Asaken. A pesar de las duras condiciones y de las tantas interrupciones por fuertes vientos, todos los involucrados afrontaron el cambio de las condiciones con gran flexibilidad y, al final, logramos obtener los resultados perfectos. Un sistema de medición manual con autorreferencia como el HandySCAN 3D es la única forma de realizar una medición de este tipo en un entorno hostil”.

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