¿Cuál es la mejor estrategia de mantenimiento para un parque eólico?

Los parques eólicos españoles son, junto a los daneses y alemanes, los más longevos del continente europeo. La importante inversión que supone la renovación de los equipos justifica una tendencia extendida en el sector: intentar prolongar su vida útil hasta alcanzar los 30 años de operación, diez años más de lo que hasta hace poco se consideraba el tiempo máximo de funcionamiento de estos equipos.

En esta complicada ecuación, sólo hay una medida ganadora: aplicar una estrategia de mantenimiento eficaz que ahorre, evite o minimice las averías en los generadores eólicos. Pero ¿cuál es la indicada? ¿Qué sistema es más eficaz? Son cuestiones trascendentales que todo gerente debe abordar para maximizar la inversión en mantenimiento destinada a aumentar el tiempo de disponibilidad de los equipos.

La revolución del condition monitoring

El condition monitoring ha supuesto un nuevo paradigma en el campo del mantenimiento industrial. Es una terminología que engloba a las tecnologías que permiten vigilar la condición de un activo en tiempo real y hacer las sustituciones, reparaciones o cambios necesarios cuando los resultados de esas mediciones así lo dictaminen y no – a diferencia de las técnicas de mantenimiento preventivo- cuando una pauta temporal lo marque.

Los datos obtenidos a través de sistemas de condition monitoring permiten dar un paso más allá y aplicar estrategias de mantenimiento proactivo. Esto implica llegar a la causa raíz de un problema o potencial problema para aplicar modificaciones, incluso de diseño, que mejoren la condición de una máquina.

Esta técnica de mantenimiento, varios pasos por delante del mantenimiento reactivo y del preventivo, es la que más información aporta sobre el estado de las máquinas y la que permite en mayor medida detectar fallos en etapas incipientes y anticiparse a posibles averías.

Aplicado a un parque eólico, son varias las tecnologías de monitorización de la condición que pueden ser de utilidad para conseguir el objetivo de prolongar su vida útil.

Tecnologías combinadas para distintos modos de fallo

En los aerogeneradores, dispositivos de una configuración aparentemente sencilla, existen diversos elementos críticos, aquellos en los que una avería puede acarrear una parada prolongada de producción y derivar en costosas reparaciones. Entre ellos, el que más riesgo presenta es el de la multiplicadora, la parte encargada de transformar las bajas revoluciones por minuto que transmite el buje en altas revoluciones por minuto, que son las que necesita el generador para producir energía.

Los sistemas de condition monitoring representan una excelente opción para anticipar una avería grave en las multiplicadoras, pero al ser un elemento que dispone de varias etapas, también son distintos los modos de fallo que puede presentar y no todas las tecnologías de monitorización de la condición presentan igual solvencia para detectarlos.

Por tanto, no hay un único sistema que permita cubrir de forma totalmente eficaz todos los modos de fallo que se pueden presentar en una multiplicadora: La implementación de varias tecnologías que se complementen para la detección de diferentes tipologías de fallo es la mejor manera de conseguir una visión global del estado de la máquina.

1. Medición de vibraciones para la etapa de alta rotación

Todas las máquinas que tienen un proceso mecánico detrás vibran, y esas vibraciones aportan información valiosa sobre la condición de la operación. El sistema de vibraciones mide esas frecuencias a través de sensores para detectar y alertar sobre aquellas que se salen del registro del normal funcionamiento de la máquina.

El sistema de medición por vibraciones es una tecnología de mantenimiento muy extendida en industrias que disponen de máquinas con movimiento rotatorio, como la eólica, donde esta tecnología se emplea para detectar problemas como el desalineamiento de ejes y grietas en rodamientos o en los dientes, entre otros posibles modos de fallo.

En este sector, la medición de vibraciones resulta particularmente útil en la etapa de alta rotación de la multiplicadora, fase en la que encuentra más facilidades para detectar el origen de un problema, mientras que en la de baja rotación es difícil obtener señales indicativas de que se está produciendo un fallo.

Para obtener mediciones de utilidad a través de este sistema, es necesario tener un conocimiento muy profundo de los elementos de la maquinaria que se está analizando, como el número de dientes de los que dispone el piñón, o las revoluciones a las que gira la máquina. Con frecuencia, para identificar el origen de un fallo debe recurrirse a un experto que analice en detalle los datos y ofrezca un diagnóstico avanzado.

En la etapa planetaria de la multiplicadora, un sistema mecánico complejo, es inusual tener un conocimiento detallado de todos los elementos que la conforman. Adicionalmente resulta difícil identificar el punto exacto en el que se está generando un problema, ya que entran en ecuación un gran número de contactos, generados por un no menor número de dientes y caras que emiten gran cantidad de señales cuyo origen es difícil de discernir.

Las limitaciones de esta tecnología justifican la implementación de otras soluciones que aporten información complementaria y de vital importancia para anticiparse a fallos de potencial gravedad en los aerogeneradores.

2. Monitorización del aceite para etapa baja y planetaria

Hay algunos modos de fallo en los que el sistema de monitorización de vibraciones aporta información temprana, pero para otros de igual calado, presenta mayores dificultades.

Es el caso de problemas como el micropitting, la corrosión o los fallos en las etapas baja y planetaria, sobre los que soluciones de monitorización de la condición del aceite de lubricación aportan una visibilidad más temprana.

El recuento de las partículas suspendidas en el aceite de lubricación puede ser el síntoma inequívoco de la existencia de un incipiente fallo en la maquinaria y la identificación de su forma y naturaleza, el indicador del origen de dicho problema.

Así, las partículas de corte señalan a una posible contaminación externa, los problemas de deslizamiento llevan asociados una lubricación pobre, de baja calidad, mientras que los problemas por fatiga suelen ir aparejados a la presencia de partículas planas.