Sensores ultrasónicos, la mejor elección para el control de aerogeneradores
Por David Ponsà Camps. Director de Área Sur de Europa. FT TECHNOLOGIES
Como el lector sabrá, si está familiarizado con la energía eólica, los aerogeneradores son uno de los actores importantes de esta película, más allá del papel de protagonista principal que ostenta el viento. Quien la haya visto sabrá que en un parque eólico si los aerogeneradores dejan de funcionar por algún motivo, empiezan las escenas de pánico que conllevan noches de insomnio para muchos. Desde el propietario del parque, que ve como su activo deja de generar ingresos por la venta de energía, hasta el banco que ha financiado la deuda del proyecto, pasando por el fabricante con su responsabilidad contractual hacia su cliente.
Los aerogeneradores constan de muchos componentes (palas, torre, generador...), todos igualmente importantes para su buen funcionamiento. Unos de los elementos, cuya importancia puede pasar desapercibida a ojos de una persona no experta debido a su reducido tamaño, son los sensores que miden la velocidad y la dirección del viento instalados en la góndola.
Si estos sensores dejan de funcionar, los aerogeneradores se paran por razones obvias de seguridad. Por lo tanto, los sensores deben suministrar datos ininterrumpidamente o 24/7, como decimos en el siglo XXI. Lo que se espera de estos sensores, más que precisión en las medidas, es una disponibilidad cercana al 100%. Aunque existen sensores muy precisos, es muy complicado (por no decir imposible) medir con precisión en la parte posterior de la góndola debido a las turbulencias causadas, entre otros, por el propio diseño de la misma, el giro del rotor, la orografía del terreno y aerogeneradores próximos.
Existen dos tipos de sensores. Los mecánicos, usados por la industria eólica moderna desde sus inicios, y los ultrasónicos, introducidos posteriormente. Uno de estos basta para medir a la vez la velocidad y la dirección del viento mientras que hacen falta dos de los primeros, un anemómetro (velocidad) y una veleta (dirección).
Los sensores mecánicos tienen partes móviles que, instalados en la góndola donde existen fuertes turbulencias y vibraciones, se degradan más fácilmente. En condiciones meteorológicas hostiles (hielo, arena, polvo, salinidad...) la degradación se acelera y algunos sobreviven pocos meses.
Por el contrario, los sensores ultrasónicos no tienen partes móviles por lo que son mucho más duraderos y fiables e incluso cada vez se utilizan más para reemplazar sensores mecánicos en aerogeneradores próximos al final de su vida útil. Además, un buen sensor ultrasónico bien instalado requiere un mínimo mantenimiento.
Hablando de instalación... un sensor debe estar instalado correctamente y de forma igual en cada aerogenerador. Parece una obviedad, verdad ?. Créanme que el abajo firmante ha visto cosas que darían para escribir, ya no un artículo, sino un libro. Una buena instalación pasa, sobretodo, por un buen sistema de fijación a la góndola, una buena protección anti rayos, una adecuada conexión a tierra y una correcta alineación respecto al eje longitudinal de la góndola para que el sensor apunte siempre en la dirección del viento incidente en el rotor.
Otro tema interesante que daría para otro libro es la calibración, aspecto fundamental para la fiabilidad de las medidas. Aquí no se trata de que los sensores funcionen o no, sino que las medidas sean fiables. Una de las vicisitudes actuales en cuanto a calibración es que los procedimientos aceptados por el sector hablan solamente sobre sensores mecánicos. Está previsto que, en breve, se publique un nuevo procedimiento que incluya también directrices para los ultrasónicos.
Más allá de consideraciones en cuanto al tipo de sensor, durabilidad, fiabilidad, instalación y calibración, conviene hablar del funcionamiento en entornos hostiles, ya sea un desierto o en medio del mar. Pero pongamos un ejemplo más familiar en algunas zonas de nuestro país como es un emplazamiento con elevada humedad y temperaturas algo por encima de 0ºC. En estos casos, cuando desciende la temperatura de forma repentina, la formación de hielo es un verdadero problema. Otro motivo de pánico e insomnio.
Si los sensores están calefactados correctamente y tienen suficiente calor acumulado, evitaremos que se formen bloques de hielo a su alrededor y que dejen de funcionar. Cuanto más pequeños y compactos sean los sensores, menor serán tanto la superficie a calefactar como el consumo. De esta forma, los sensores seguirán suministrando datos ininterrumpidamente y los aerogeneradores seguirán funcionando evitando así escenas de pánico y noches de insomnio 8/7, la parte proporcional nocturna de 24/7.
