Mantenimiento de aerogeneradores eólicos

Los aerogeneradores eólicos te pueden durar 20, 30, 40… 100 años. Depende de la turbina, de su material, de su antigüedad, de su tecnología y, por supuesto, depende de los trabajos de mantenimiento preventivo que estés dispuesto a realizar. 

En este post te ofrecemos una guía rápida del mantenimiento de las turbinas eólicas: en qué consiste, cuáles son los componentes críticos que requieren mayor inspección y cuáles son las tecnologías y maquinaria que debes utilizar. 

¿Qué comprende el mantenimiento de aerogeneradores eólicos?

El mantenimiento de aerogeneradores abarca un conjunto de actividades destinadas a conservar el estado óptimo funcional de las turbinas, asegurar su eficiencia, seguridad y operatividad y garantizar la longevidad de las instalaciones de energía eólica. Esto implica desde la planificación y ejecución de inspecciones, pruebas y diagnósticos hasta las tareas de lubricación, sustitución de componentes críticos, calibración de sistemas de control y realización de reparaciones de elementos eléctricos, mecánicos o estructurales. 

Si clasificamos las actividades que comprende el mantenimiento de aerogeneradores, podemos distinguir tres grandes áreas:

• El mantenimiento predictivo eólico. Basado en la monitorización continua en tiempo real, inspecciones flash mediante dispositivos IoT, análisis de datos basados en IA y en el modelado predictivo, para anticipar fallos antes de que se produzcan. 
• El mantenimiento preventivo de aerogeneradores. Es planificado y periódico. Incluye inspecciones visuales rutinarias, limpieza regular, ajustes, lubricaciones y sustitución programada de componentes críticos antes de que fallen. 
• El mantenimiento correctivo. Implica el diagnóstico del problema y la intervención inmediata para reparar o reemplazar los componentes estructurales, mecánicos o eléctricos después de detectar el mal funcionamiento o fallos inesperados de los aerogeneradores.

Componentes que requieren mantenimiento

Antes de enumerar las piezas o elementos críticos que necesitan servicios de mantenimiento eólico, recordemos que un aerogenerador está compuesto principalmente por una torre de acero (soporte estructural) que sostiene en su extremo superior las enormes palas unidas al rotor (eje que gira) y la góndola que contiene el generador eléctrico y los sistemas de control. 

Cada uno de estos componentes tiene modos de fallo y requerimientos específicos que condicionan la estrategia del mantenimiento preventivo de los aerogeneradores. 

¿Qué componentes de las turbinas eólicas necesitan mantenimiento?
Componentes	Tareas de mantenimiento fundamentales
Rotor y palas	Inspección para detectar grietas, astillas y desgaste. Verificación de los bordes delanteros y traseros. Inspección de puntos de anclaje. Limpieza. Reparación.
Eje principal y cojinetes	Lubricación periódica.  Inspección de alineación y juego.  Detección de vibraciones.  Sustitución de sellos, si hay fuga.
Multiplicadora / tren de transmisión directa	Análisis de vibraciones y temperatura.  Revisión de engranajes y rodamientos. Detección temprana de desgaste. Control de calidad del aceite.
Generador	Lubricación de piezas móviles.  Alineación de cojinetes.
Convertidor / transformador	Revisión de conexiones eléctricas y del sistema de aislamiento.  Comprobación de alarmas y ventiladores.  Verificación del sistema de refrigeración.
Sistema de pitch, que regula la orientación de las palas	Ajuste de los ángulos del rotor, para maximizar la eficiencia.  Inspección de sensores.  Verificación de conexiones eléctricas.
Sistema de yaw (o mecanismo de accionamiento de guiñada), que permite el giro de la góndola y su orientación frente al viento	Lubricación de engranajes. Verificación de motores de guiñada.  Revisión de sensores de dirección del viento.
Sistema hidráulico	Detección de fugas y de problemas de presión en los sistemas de frenado y control de paso.
Estructura de torre y anclajes	Inspección visual y ultrasónica para la detección de grietas y corrosión. Evaluación del estado de la cimentación y los anclajes.  Limpieza exterior. Revisión y ajuste de pernos sueltos.
Sistemas eléctricos de baja tensión y protecciones	Revisión de cableado, conexiones a tierra y paneles de control. Inspección de protección contra rayos.
Sistema de control y monitoreo (PLC/SCADA)	Actualización de softwares. Revisión de alarmas. Verificación de sincronización de datos. Comprobación del sistema de comunicación con el parque eólico.
Sistemas de enfriamiento	Limpieza de filtros y radiadores. Inspección de ventiladores e intercambiadores de calor.  Verificación del flujo de aire o del líquido refrigerante.
Sistemas de seguridad	Inspección de sistemas de extinción de incendios. Verificación de paradas de emergencia.  Prueba de frenos de emergencia.

Tipos de servicios de mantenimiento eólico que puedes necesitar

Los procedimientos del mantenimiento de aerogeneradores dependen de diversos factores. Por ejemplo, los parques eólicos pueden encontrarse en lugares remotos, con cimentaciones distintas: hay turbinas terrestres instaladas en suelo firme y turbinas marinas cuya cimentación está sumergida en el mar. También están los aerogeneradores pequeños, que pueden alimentar una vivienda o una embarcación, así como los aerogeneradores multimegavatios y parques eólicos. 

En consecuencia, los requerimientos y periodicidad en los servicios de mantenimiento eólico pueden ser diferentes. Aunque, de manera general, suelen necesitarse los siguientes:

Inspecciones de aerogeneradores

Las inspecciones rutinarias constituyen el pilar fundamental del mantenimiento de turbinas. Abarcan la evaluación regular de los componentes de las turbinas eólicas desde diferentes dimensiones, desde los chequeos visuales en la sala de control y recorridos in situ en la base de la torre hasta los trabajos en alturas, como las inspecciones detalladas de las palas y el rotor. 

¿Cuándo revisar? Algunos fabricantes recomiendan cada 4 a 6 meses, otros por lo menos 1 vez al mes. ¿Qué daño revisar? Depende del entorno del aerogenerador y del componente. Por ejemplo, 

• Las inspecciones en turbinas marinas implican la detección de desgaste por el agua salada y los fuertes vientos, mientras que los componentes submarinos deben ser inspeccionados por buzos especializados o vehículos de operación remota, para detectar desgastes o daños estructurales.
• Las palas son componentes críticos de los aerogeneradores. Aunque están diseñadas para una alta durabilidad, se encuentran en constante exposición a las condiciones climáticas más adversas (radiación UV, lluvias, vientos fuertes, hielo..). Lo que provoca grietas, desgaste y fallos estructurales en palas.  

Hoy en día es usual realizar inspecciones a los parques eólicos mediante drones equipados con cámaras de alta definición y termográficas, para captar imágenes o vídeos detallados de las palas, la góndola y puntos calientes durante el vuelo. Este método de inspección permite revisar con mayor frecuencia los componentes de los aerogeneradores.

Lubricación de piezas esenciales

Dentro de las tareas de mantenimiento en las turbinas eólicas también se encuentra la aplicación de grasa y aceite en las cajas de engranaje, en los ejes del rotor y en los sistemas de orientación. Este tipo de lubricación reduce los desgastes de los componentes, prolonga la vida útil del aerogenerador y reduce la tasa de averías o fallos.

Reemplazo de filtros eólicos

No importa si están en tierra o en mar. Las turbinas eólicas siempre se encuentran expuestas a altos niveles de partículas en el aire. Así que la filtración de ese aire es esencial para proteger los componentes electrónicos y otras piezas críticas de la suciedad, el polvo, el polen, la humedad y la sal (en caso de turbinas marinas). El reemplazo de estos filtros alarga la vida útil de los aerogeneradores.

Además, a lo largo del tiempo, el mantenimiento preventivo de aerogeneradores incluye la sustitución oportuna de otros componentes, como rodamientos y engranajes.

Reparación de turbinas eólicas

Los procedimientos del mantenimiento correctivo de aerogeneradores incluyen la reparación y reconstrucción de las palas y las carcasas agrietas, la rectificación de los orificios de pernos y discos de guiñada, el remecanizado de discos de freno y de la base de la columna central, etc. 

A veces la reparación de las turbinas eólicas implica la planificación de la logística y transporte de equipo pesado y voluminoso. Otras veces son tareas que pueden realizarse in situ. En cualquier caso, contar con el servicio de mantenimiento LoxamHune para maquinaria, 24/7, garantiza la continuidad y seguridad de las operaciones. 

Proceso ideal para un mantenimiento preventivo de aerogeneradores

El mantenimiento preventivo de los aerogeneradores debe combinar la programación de un servicio técnico, la aplicación de técnicas y análisis predictivos modernos y el uso de herramientas y maquinaria que facilite las tareas. Además debes considerar: 

Planificación de inspecciones de mantenimiento 

La planificación del mantenimiento implica establecer, con base en factores técnicos y económicos, cuál es el mejor momento para reemplazar cada componente de las turbinas. Esto siempre debe estar guiado por la monitorización continua de parámetros clave, mediante sensores avanzados, así como el análisis de datos mediante algoritmos de Aprendizaje Automático.

En un parque sometido a monitorización continua es posible diseñar un algoritmo para la programación del Mantenimiento de las turbinas eólicas, que considere los parámetros en tiempo real, la antigüedad de los componentes y los costes de intervención.

De manera general, se debe:

• • Considerar los desafíos de cada parque eólico. Por ejemplo, las turbinas marinas se encuentran en un entorno hostil, lejos de la costa. Por lo tanto, acceder a ellas implica una logística específica, con medidas de seguridad especiales tanto para el personal como para los equipos.
  • Garantizar el uso seguro de equipos y grúas, así como el mantenimiento eficaz de la maquinaria utilizada. por ejemplo:
    • Antes de iniciar cualquier operación y trabajo en altura, es indispensable que el operador inspeccione el óptimo funcionamiento de las grúas. 
    • Los operadores deben contar con su certificación para la conducción y manejo de la maquinaria para elevación. 
  • Contar con equipos técnicos formados en trabajos verticales y en altura, ya sea para la limpieza, inspección o reparación de las turbinas eólicas.

• Elegir y alquilar la grúas adecuada. En el mantenimiento de parques eólicos, suelen utilizarse las grúas telescópicas, todo terreno o sobre orugas.

Uso de herramientas especializadas

Las herramientas de inspección y diagnóstico han avanzado en los servicios de mantenimiento eólico. Los métodos tradicionales, como el acceso a las torres mediante cuerdas conllevan grandes riesgos, requieren mayor cantidad de mano de obra y no cuentan con la precisión necesaria para la detección de daños en fases tempranas.  

Los parques eólicos modernos, con áreas extensas y cientos de torres emplean las siguientes herramientas tecnológicas:

• Drones con cámaras de alta resolución, para la captura rápida de imágenes y datos en zonas de difícil acceso. Cuentan con funciones avanzadas, como conectividad, zoom de 32X y softwares impulsados por la IA. 
• Cámaras termográficas, que permiten inspecciones incluso desde el suelo. Ofrecen una visión inmediata de la turbina eólica en movimiento, detectando el aumento de temperaturas en componentes mecánicos y eléctricos, antes de que aparezca la falla.  
• Herramientas para realizar pruebas no destructivas, con gran precisión.  
  • Equipos ultrasónicos. Son dispositivos que emplean ondas sonoras de alta frecuencia para la detección de problemas estructurales internos en las turbinas eólicas, como grietas y huecos. 
  • Sistemas de detección de fibra óptica.
  • Sensores de emisión acústica avanzados para la detección temprana de fallos.
• Robots para la inspección de los álabes. Son dispositivos robóticos con patas de ventosa u otro sistema de succión para adherirse a las palas durante la inspección de turbinas terrestres y marinas. Están equipados con cámaras de alta resolución y sistemas de iluminación. Evitan que los técnicos deban escalar a las torres.
• Plataformas digitales de gestión operativa y de mantenimiento. 
• Sensores que se instalan en el interior de las palas. 

Por otro lado, para garantizar la continuidad operativa, también es fundamental la incorporación de grupos electrógenos en la industria eólica. En caso de que las turbinas no puedan generar la energía necesaria y no exista acceso a la red eléctrica ¿cómo podrán orientar su sistema en la dirección del viento? Es esencial el suministro adicional de energía.  

Seguridad durante los trabajos de mantenimiento

El mantenimiento de aerogeneradores presenta un alto riesgo de caídas y accidentes mortales, por el alto voltaje de las instalaciones, la proximidad de las piezas móviles, la altura de la torre, etc. Por esto, los trabajos de mantenimiento eólico sólo deben ser llevados a cabo por personal capacitado, autorizado y protegido con los equipos de seguridad homologados. Además, se debe garantizar la seguridad de maquinaria

Además, se deben cumplir protocolos de seguridad, como: 

• No subir a la torre mientras el rotor esté en marcha.
• Desconectar cualquier fuente de energía eléctrica antes de realizar cualquier mantenimiento.
• Garantizar la seguridad de la maquinaria, tanto para evitar lesiones a los operarios como para prolongar la vida útil del equipo. 
• Emplear los arneses y sistemas anticaídas, durante las inspecciones.
• No pueden realizarse ajustes ni cambios en el diseño de la turbina, si no se está capacitado y autorizado para ello.
• Seguir las instrucciones del fabricante de la turbina.

El uso de drones evita los riesgos que implican las inspecciones tradicionales. Aunque aún existen algunas tareas de mantenimiento, comprobación o reparación de las turbinas eólicas para las que se sigue necesitando el acceso a la torre de técnicos cualificados. En estos casos, el alquiler de plataforma sobre camión o de plataformas telescópicas o articuladas es uno de los servicios aliados.

Ventajas reales de mantener bien tus aerogeneradores

Contar con un programa de mantenimiento preventivo de los aerogeneradores ofrece ventajas técnicas y financieras: 

Aumento de la producción de energía 

Un aerogenerador bien mantenido opera más cerca de su curva de potencia óptima y presenta menos desconexiones por alarmas o fallos. Es decir que los servicios de mantenimiento eólico garantizan el funcionamiento continuo de las turbinas, mientras se maximiza la producción anual energética.

Reducción de paradas no previstas

La monitorización continua de vibraciones y temperaturas detectan degradaciones incipientes que, si logras corregir a tiempo, es posible evitar fallos severos. Esto disminuye las paradas no planificadas y los consecuentes costes (de movilización de equipos y horas/hombre) y las pérdidas de ingresos por falta de generación de electricidad.

Alargamiento de la vida útil de los componentes

Las prácticas eficaces en el mantenimiento de turbinas eólicas ayudan a mitigar los efectos del desgaste de toda la infraestructura de los aerogeneradores. Esto disminuye la necesidad de reparaciones costosas, evita los reemplazos prematuros de componentes y prolonga de manera significativa la vida útil de cada elemento en los parques eólicos.

Reducción de costes de reparación mayores

Es cierto que los servicios de mantenimiento de turbinas eólicas implican una inversión inicial. Pero a largo plazo, los beneficios superan cualquier coste. ¿Por qué? 

Los trabajos de mantenimiento predictivo y preventivo abordan de manera proactiva los posibles daños y fallos de los aerogeneradores, además optimizan su rendimiento. Lo que implica una minimización de los costes operativos, así como la reducción de la frecuencia con la que se requiere la imprevista reparación en las turbinas eólicas.

Mayor seguridad operativa

Los trabajos de mantenimiento de aerogeneradores, de manos de técnicos capacitados, son fundamentales para garantizar el cumplimiento de las rigurosas normas técnicas y de seguridad que rigen las operaciones de parques eólicos. Esto asegura el bienestar tanto del personal operativo como de las comunidades del entorno.

Errores comunes en el mantenimiento de aerogeneradores eólicos

En el Mantenimiento de turbinas eólicas es frecuente aplicar procedimientos incorrectos, instalar componentes desalineados e ignorar los primeros signos de desgaste, como vibraciones o ruidos inusuales. Además, puede ocurrir:

Falta de planificación en el mantenimiento

Si actúas siempre en modo reactivo, los costes y los riesgos de paradas prolongadas también aumentan.

Ignorar los datos de sensores

El sistema de control y adquisición de datos SCADA puede categorizar y presentar hasta 14 tipos diferentes de anomalías en el funcionamiento de los aerogeneradores eólicos. Desestimar estas señales, por falta de personal capacitado o por procedimientos inadecuados, es una de las mayores causas de fallos. 

Condiciones ambientales adversas

Si no adaptas el plan de mantenimiento de las turbinas eólicas y la estrategia de repuestos a la realidad climática del entorno, sea salitre, arena, polvo en zonas continentales, hielo en climas fríos, fuertes vientos, etc., se produce el aumento de averías o problemas en el funcionamiento. Por ejemplo, corrosión, abrasión de palas, contaminación de aceites o problemas eléctricos.

En el mantenimiento de aerogeneradores, contar con maquinaria de elevación fiable es tan importante como la capacitación del personal técnico y la programación de las tareas.

En LoxamHune contamos con el servicio de alquiler de grúas y plataformas para los trabajos seguros en altura. Contacta con nuestro equipo. Te guiamos en la solución que necesites.