¿CÓMO REPARAR LA EROSIÓN DE PALA EN EL MOMENTO JUSTO, NI DEMASIADO TARDE NI DEMASIADO PRONTO?

La erosión del borde de ataque es uno de los problemas de mantenimiento más costosos y frecuentes en la O&M eólica. Y, sin embargo, la mayoría de los planes de inspección y reparación siguen siendo genéricos, poco adaptados al emplazamiento o a la turbina concreta. Con ATENEA, CENER proporciona al operador una herramienta que predice la erosión para cada emplazamiento y turbina, de modo que el propietario identifica el momento óptimo de reparar a partir de un número limitado de inspecciones.

La erosión del borde de ataque de la pala no es un problema menor, ni exclusivo de ciertos emplazamientos: todos los parques eólicos, onshore y offshore, están expuestos a lluvia y viento, los dos agentes que erosionan el borde de ataque de forma continua a lo largo de la vida útil del activo. Y la tendencia se agrava con: rotores cada vez más grandes, con velocidades de punta de pala más elevadas; emplazamientos más exigentes, donde la exposición meteorológica es mayor; o el cambio climático que está haciendo más frecuentes los fenómenos meteorológicos extremos. Los tres factores apuntan en la misma dirección: más erosión y más rápida.

La mayor parte de ese coste está en el mantenimiento: las paradas, las campañas de reparación repetidas a lo largo de una vida útil de 20 a 30 años y el coste de acceso, que se multiplica en offshore. Además, el coste se dispara en cuanto la erosión superficial alcanza el laminado estructural, convirtiendo una simple reparación del recubrimiento en una reparación estructural mucho más cara.

El sector no ignora la erosión; el problema es cómo se gestiona. Aunque la inspección con dron ya es el estándar y se usan escalas de severidad, la planificación de inspección y mantenimiento sigue apoyándose en intervalos fijos y supuestos generales, solo vagamente ligados al emplazamiento real (a su clima concreto de lluvia y viento), a la tecnología de la turbina o a cómo se opera cada máquina. Así que el momento de actuar se falla en los dos sentidos. Si se inspecciona o repara demasiado tarde, el daño ya ha alcanzado la estructura, donde las reparaciones son caras y las paradas largas. Si se actúa demasiado pronto, se desaprovechan meses de vida de pala que todavía estaba en buen estado y se gasta un presupuesto de acceso que aún no hacía falta.

El verdadero problema no es la inspección en sí, sino que una inspección puntual es una foto, no una trayectoria. Te dice el estado de la pala hoy, pero no a qué velocidad progresa el daño ni cuándo cruzará el umbral estructural. Y el problema del momento se agrava por cómo se ejecutan realmente las reparaciones: el acceso está condicionado por la meteorología, así que se agrupan en campañas estacionales, con grúas, equipos humanos y repuestos reservados con mucha antelación, y en offshore además, con buques. Esto obliga al propietario a comprometer qué turbinas reparar antes de conocer de verdad el estado de cada pala. Y, dentro de un mismo parque, las turbinas no se erosionan por igual: su operación y su exposición hacen que unas estén mucho peor que otras. Lo que la decisión realmente necesita es una trayectoria, y saber dónde mirar.

Para cerrar esta brecha, CENER ha desarrollado ATENEA, una herramienta que predice la erosión de pala para cada diseño en sus condiciones reales de operación. ATENEA aporta valor en dos niveles:

• Intervención en el momento justo – una trayectoria, no una foto fija: en lugar de una única lectura del estado actual, ATENEA estima cómo progresa el daño en el tiempo y cuánta vida útil queda, de modo que cada campaña llega en el momento justo: aprovechando al máximo la vida restante de la pala, pero antes de que el daño alcance la estructura.
• Priorización a nivel de parque a menor coste: ATENEA señala qué turbinas y palas corren más riesgo según su emplazamiento y operación concretos, indicando al propietario dónde mirar en lugar de inspeccionar todo, y extiende los hallazgos de unas pocas palas inspeccionadas a otras en condiciones similares, de modo que un esfuerzo de inspección reducido y de bajo coste se convierte en una lectura de todo el parque.

ATENEA combina dos capas físicas: un modelo de Impacto, que relaciona la velocidad de punta de pala con la lluvia del emplazamiento, el tamaño de las gotas y su velocidad de impacto, y un modelo de Daño, que describe cómo se degradan el recubrimiento y el material con el tiempo. Lo que hace fiable el resultado de ATENEA es que los modelos de Impacto y de Daño se han calibrado con datos reales de 8 emplazamientos distintos, de modo que está anclado a lo que de verdad ocurre en campo, y no a un supuesto genérico.

Estructura de ATENEA: cuatro fuentes de datos alimentan los modelos de Impacto y de Daño, con la información de inspecciones calibrando el modelo de Daño.

ATENEA se nutre de datos que el propietario ya genera (modelos físicos de la turbina, SCADA, datos meteorológicos e información de inspecciones) y, una vez recalibrada, extiende ese resultado anclado a turbinas en condiciones similares. Está construida con los estándares de ingeniería del estado del arte, pero automatizada y lista para usar, de modo que encaja directamente en las decisiones que los equipos técnicos del propietario toman cada día. Y ya se ha probado en un parque eólico comercial situado en terreno complejo y clima muy lluvioso.

Estimación de erosión de ATENEA con dos inspecciones-recalibraciones frente al tiempo de operación, mostrando la ventana óptima de reparación y el umbral estructural de la pala.

Con ATENEA, CENER quiere replantear cómo se planifican las campañas de inspección, turbina a turbina. La decisión deja de basarse en un calendario genérico para apoyarse en la erosión real que sufrirá cada pala, anclada a los datos reales de inspección, y con cada reparación situada en su mejor ventana. Así construye CENER sus herramientas: ingeniería rigurosa hecha sencilla y automatizada, para que llegue a los equipos técnicos que deciden sobre la O&M, nuestra forma de convertir la ingeniería en valor real para la industria.

Las palas que operan hoy ya están siendo erosionadas por la lluvia. A medida que los parques envejecen y estas tendencias se intensifican, el problema solo crecerá. Una predicción específica del emplazamiento y calibrada es un paso hacia un mantenimiento de pala proactivo y basado en datos: permite al operador dejar de reparar por calendario y empezar a reparar en el momento justo, protegiendo el valor y alargando la vida de la flota.