Resuelto el problema de la erosión del viento sobre las palas de un aerogenerador

La energía eólica, el aprovechamiento del viento para la generación de electricidad, está alcanzando cotas cada vez más elevadas de producción en países como España. Los aerogeneradores, equipados con turbinas cuyas palas son movidas por el viento, forman parte del paisaje de numerosas colinas y otras zonas adecuadas para su instalación. Estos equipos de grandes dimensiones aprovechan el viento para llevar a cabo su trabajo, pero también sufren la erosión que este produce sobre sus palas.

De hecho, la erosión de los materiales en las palas de un aerogenerador debido a los efectos de las condiciones meteorológicas es un problema que se aplica a todo el sector de la energía eólica. El centro de investigaciones VTT, en Finlandia, ha trabajado para resolver este problema, y lo ha hecho con la ayuda de la inteligencia artificial y la impresión 3D.

Como bien saben los operadores de un aerogenerador, la erosión del material de sus palas es un problema sorprendentemente costoso, sin que nadie haya podido resolverlo con anterioridad.

El material de las palas se erosiona debido a los efectos de la lluvia, el pedrisco y el polvo de arena en suspensión, que reducen notablemente la vida útil del aerogenerador. Por supuesto, la sustitución acelerada de aerogeneradores es cara: hasta el 2-4% del valor de toda la energía generada mediante el viento se pierde como resultado de este problema, indica Anssi Laukkanen, del VTT.

En el conjunto de la industria eólica, eso supone miles de millones de euros, lo que encarece el precio de la energía con este origen. A medida que los tamaños de los aerogeneradores aumentan y que se sitúan cada vez más granjas eólicas en pleno mar, en condiciones más y más exigentes, la importancia del problema queda más clara.

(Foto: Pixabay)

El proyecto antiAGE del VTT modeló el problema con los materiales y buscó resolverlo de forma virtual. Es la primera vez que se emplea inteligencia artificial para desarrollar una solución para materiales a esta escala.

En principio, es posible encontrar un número ilimitado de diferentes variaciones para el material usado en las palas de un aerogenerador, formado por los mismos componentes pero con ligeras diferencias entre ellos. De entre todas esas alternativas, se trata de buscar la más adecuada para este objetivo en particular y que satisfaga los requisitos operativos.

La capacidad perceptiva humana es insuficiente para visualizar todas las dimensiones relacionadas con la optimización de los materiales. Por su parte, la inteligencia artificial es capaz de poner de manifiesto las complicadísimas relaciones de causa y efecto, simulando soluciones y haciéndolas pasar por un número infinito de alternativas hasta encontrar aquellas que funcionen mejor en relación a las condiciones establecidas.

A través de este método es posible encontrar un material a medida optimizado para un propósito específico para cada componente de un único producto. Sin embargo, fabricar estos materiales tan específicos sería difícil si se usaran técnicas de fabricaciones tradicionales.

Por tanto, en este caso se emplea impresión 3D, que ofrece la oportunidad de producir el material deseado con cualquier forma necesaria a un coste razonable.

Los resultados del proyecto antiAGE han superado las expectativas. El VTT ha conseguido desarrollar una solución optimizada para un problema de materiales muy difícil en menos de un año: un material altamente duradero que se endurece cuando es expuesto a tensiones mecánicas. La solución ya ha llamado la atención de los fabricantes y pronto se producirá el primer aerogenerador que utilizará esta tecnología.