EL MANTENIMIENTO DE AEROGENERADORES

La estrategia de mantenimiento que mejor se ajusta a este tipo de turbinas es el denominado mantenimiento basado en condición (MBC), es decir, en el mantenimiento basado en el diagnóstico del aerogenerador para intervenir solamente si el equipo lo requiere. De esta forma se optimiza el tiempo empleado en el mantenimiento, los costes adicionales a éste, y la disponibilidad de los equipos.

mantenimiento en aerogeneradores

El mantenimiento de aerogeneradores se basa en la inspección a diferencia de lo que ocurre con otros tipos de instalaciones de generación de energía eléctrica, que se basan en la realización de paradas programadas donde se realizan toda una serie de tareas. Muchas de estas tareas implican la sustitución de determinados componentes por agotamiento de su vida útil estimada.

Ha habido dos tecnologías de generación de energía eléctrica que no han basado su mantenimiento en estas paradas programadas con carácter anual, bienal o trienal. Estas son las instalaciones fotovoltaicas y los aerogeneradores. Otras, como las plantas termosolares, sí han heredado la costumbre y la estrategia de realizar paradas programadas para la sustitución de elementos y para llevar a cabo tareas de carácter sistemático, por horas de funcionamiento o por periodos de tiempo naturales.

La estrategia seguida en parques eólicos y en huertos fotovoltaicos ha demostrado que la estrategia basada en el análisis previo de la condición de los equipos antes de decidir que intervenciones se deben realizar resulta una estrategia acertada y óptima para equipos relacionados con generación eléctrica, y que puede ser extrapolable a otras instalaciones. Esta estrategia se aleja completamente de esas paradas programadas cada cierto tiempo donde se realizan una cantidad importante de actividades tratando de minimizar las intervenciones en los periodos entre paradas, con el fin de afectar lo menos posible a la producción. Esta estrategia sistemática, que ha dado un buen resultado hasta la fecha, no es la estrategia que mejores resultados podría ofrecer. Lo bueno y no óptimo no siempre son la misma cosa.

La estrategia basada en la inspección previa en parques eólicos y en plantas fotovoltaicas ha demostrado que se pueden obtener muchos mejores ratios económicos y mejores resultados técnicos relacionados con la producción y con el prolongamiento de la vida útil si el mantenimiento se basa en la inspección previa de los equipos y en la determinación de qué hay que hacer, en vez de determinar esta serie de tareas de forma sistemática, bien por horas de funcionamiento o bien por periodo de tiempos naturales.

■ LAS TÉCNICAS DE INSPECCIÓN EMPLEADAS
Las técnicas empleadas durante las inspecciones llevadas a cabo para determinar el estado del aerogenerador se agrupan en tres grandes categorías:
El análisis de datos obtenidos on-line.
Son datos que se obtienen del aerogenerador a través de la instrumentación montada en línea y que es transmitida a través de diversas formas de comunicación hasta los centros que centraliza toda la información obtenida en los diversos aerogeneradores. En estos centros se encuentran los técnicos que evalúan cual es el compartimiento de las diferentes turbinas eólicas. En los últimos años se ha introducido la medición online de vibraciones como una técnica novedosa y con resultados muy favorables. Anteriormente esta técnica estaba limitada por la baja velocidad del rotor (entre 10 y 20 r.p.m. para los aerogeneradores más habituales), que se alejaban del suelo de 200 r.p.m. tradicionalmente asociado a esta técnica de diagnóstico. El desarrollo de nuevos sensores y nuevos software capaces de medir e interpretar las vibraciones a baja velocidad están detrás del desarrollo que está teniendo esta técnica de monitorización online en aerogeneradores. También está en proceso de desarrollo la implementación de análisis online de aceites, aunque de momento debe considerarse como dentro del campo experimental y únicamente relacionado con algunos de los parámetros analíticos, sin que por el momento se contemplen analíticas completas del fluido lubricante.

La aplicación de técnicas predictivas

El nombre de ‘técnicas predictivas’ está cada más cuestionado, prefiriéndose hablar de mediciones obtenidas con equipos fuera de línea o mediciones offline para referirse a ellas. Dichas técnicas, relacionan observaciones o mediciones de determinadas variables físicas con la degradación que presenta un determinado componente, son básicamente las siguientes: la inspección óptica de palas, la inspección boroscópica de la multiplicada, el análisis de aceite de la multiplicadora y del grupo hidráulico que mueve el sistemas de orientación de palas, la termografía y el análisis de ultrasonidos. Estas dos últimas técnicas tienen más complicada su implementación generalizada en turbinas eólicas, pues implican que el aerogenerador se encuentre en marcha. Este hecho dificulta la toma de datos ya que supone que el técnico esté en el propio aerogenerador con él en marcha para realizar la toma de datos, algo desaconsejable por motivos de seguridad. El desarrollo de la termografía o el análisis de ultrasonidos tendrán que adaptarse en el futuro como técnicas de medición online, para superar el inconveniente de la toma de datos presencial.

Las inspecciones periódicas in situ

Este grupo de técnicas suponen la inspección sensorial detallada de los diferentes componentes del aerogenerador: palas, buje, eje principal, multiplicadora, instrumentación y sistema de lubricación de ésta, generador, torre, ascensor, cableado, sistemas eléctricos, etc. Estas inspecciones tienen dos frecuencias fundamentales: la tareas de inspección detallada que se llevan a cabo trimestralmente (que en la actualidad están pasando a ser inspecciones semestrales, algo desaconsejado por IRIM) y las tareas de inspección que se llevan a cabo anualmente.

Las tareas de inspección a realizar en aerogeneradores y su frecuencia de realización figuran en el manual de operación y mantenimiento facilitado por el fabricante de la turbina eólica. IRIM, no obstante, recomienda realizar como mínimo las tareas de inspección recogidas en el protocolo IRIM 202410 y que hace referencia tanto a turbinas eólicas dotadas de multiplicadora como a turbinas eólicas que no requieren de este componente.

La frecuencia recomendable para la realización de estas inspecciones es trimestral aunque algunas de estas tareas pueden requerir una frecuencia mayor como semestral o anual. Se observa cómo ha habido una tendencia, especialmente en los últimos cinco años, a aumentar la periodicidad de la realización de estas inspecciones detalladas in situ. Es decir, las inspecciones que antes se hacían trimestralmente, hoy se prefieren hacer semestralmente. Lo mismo ocurre con la semestrales y anuales.

IRIM sigue aconsejando la realización de determinadas tareas de inspección con carácter trimestral ya que, con este periodo de tiempo, es posible detectar determinados problemas con mucha antelación que si se realizan semestralmente. Por ejemplo, el tiempo empleado en la inspección de cada aerogenerador oscila entre las cuatro y ocho horas.

Ya sea mediante el análisis de datos online, la aplicación de técnicas predictivas o las inspecciones detalladas periódicas in situ, se detectan en ocasiones defectos o problemas que deben ser corregidos. Para ello una vez que el técnico está llevando a cabo cualquiera de esas técnicas de inspección y detecta una situación anormal debe ponerlo en conocimiento del superior técnico, esto es, el jefe de parque. El jefe de parque debe evaluar tanto la gravedad potencial de la anomalía que se acaba de detectar como la tendencia que presentan los síntomas detectados.

Con la valoración simultánea de la gravedad y de la tendencia se determina cuál es el tipo de actuación a realizar. La actuación, en caso de detectarse una situación anómala, puede ser de dos tipos: o bien realizar un seguimiento del problema, para conocer mejor éste y valorar su evolución, o bien llevar a cabo una intervención para la resolución del problema que se ha detectado, en plazo de tiempo acorde con lo indicado en una matriz que valore simultáneamente gravedad y frecuencia. Estos tiempos pueden suponer la parada inmediata del equipo para ordenar su intervención, la solución antes de 48 horas, la solución del problema antes de tres meses o la solución del problema en un plazo inferior a un año, definiendo así diferentes tipos de prioridades derivadas del análisis de gravedad y tendencia.

■ ORGANIGRAMA
La estrategia de mantenimiento basado en condición requiere algunos cambios en el organigrama sobre los organigramas tradicionales. Dichos organigramas tradicionales dividían el departamento de mantenimiento en subdepartamentos mecánico, eléctrico e instrumentación, división que no tiene encaje en un mantenimiento basado en condición y en general, en el mantenimiento de turbinas eólicas. Resulta mucho más favorable tener a trabajadores especializados para la realización del análisis de datos de los aerogeneradores en un departamento central, tener un subdepartamento especializado y propio para la realización de las diversas técnicas predictivas y disponer de técnicos para la realización de las inspecciones periódicas in situ.

El diagnóstico por tanto es el eje central y ocupa un lugar importante dentro del organigrama de la empresa. En muchos casos, las inspecciones periódicas y la aplicación de la técnicas predictivas se subcontratan a otras empresas especializadas mientras que, el análisis de datos, se prefiere tener dentro del departamento central.

Este organigrama se complementa con el departamento de mantenimiento central que se ocupa de las labores de ingeniería determinando qué tipo de actuaciones habrá que realizar y de llevar la investigación de averías que se detectan (estas pueden ser graves o de carácter repetitivo).

La ejecución de las diversas tareas correctivas a realizar determinadas a partir del diagnóstico es normalmente una actividad externalizada, de la que se ocupan empresas especializadas (a veces suele ser el propio fabricante y en otros casos empresas que se dedican a este tipo de trabajos), para la resolución de los problemas encontrados. Aunque existen empresas que disponen de sus propios técnicos para la resolución de los problemas detectados en las inspecciones, esa situación no es ni mucho menos habitual.

■ CONCLUSIONES
La estrategia de mantenimiento seguida en aerogeneradores es la más optimizada y avanzada de las estrategias seguidas en el mundo de la generación eléctrica, que habitualmente ha preferido el mantenimiento sistemático basado en paradas y que implica la intervención en los equipos por horas de funcionamiento o por periodos de tiempo naturales.

El mantenimiento de aerogeneradores ha demostrado que una estrategia basada en condición ofrece mejores resultados tanto en términos de coste como en términos de disponibilidad y producción.

 

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