Puede haber llevado un tiempo, pero la vigilancia de las condiciones ha llegado a la industria de la energía eólica. Esto se debe en gran parte a las contribuciones de expertos como Bernd Höring, cofundador de 8.2 Monitoring GmbH. Como miembro del influyente Grupo 8.2, su empresa se especializa en la evaluación del estado de los componentes del tren de accionamiento de las turbinas eólicas, la supervisión de los sistemas fotovoltaicos y el desarrollo de herramientas informáticas conexas. La vigilancia del estado aumenta la fiabilidad de los sistemas de energía eólica y solar, evita fallos costosos y peligrosos y, en última instancia, los hace más seguros y rentables. ¿Pero cómo se logra todo eso?

(Fuente: iStock)

Bernd, ¿puedes empezar contándonos sobre el Grupo 8.2 y lo que hace?

Desde que fue fundado en 1995, el Grupo 8.2 ha crecido hasta convertirse en una red de 30 oficinas de ingeniería en todo el mundo, la mayoría de ellas en Alemania. Con un total de unos 50 empleados, nuestra ubicación aquí en Hamburgo es la más grande. Nos ocupamos principalmente de los parques eólicos terrestres y marítimos, aunque con el tiempo nuestro enfoque se ha ampliado para incluir todos los tipos de energía renovable. Hoy también somos fuertes en fotovoltaica, biomasa e integración en la red. Como expertos en la materia, ofrecemos servicios que van desde las inspecciones técnicas y el análisis de daños hasta la vigilancia de las condiciones en línea. También ofrecemos una variedad de servicios de consultoría. Esencialmente, el 8.2 cubre toda la cadena de valor de la energía renovable.

La cooperación entre 8.2 y B&R se remonta a varios años. ¿Qué te llevó a B&R?

Cuando empezamos a trabajar con B&R en 2013, era importante para nosotros encontrar un socio donde la química fuera la correcta. Para mí, eso significa construir la relación sobre la apertura y la honestidad. Cuando tienes eso - como hacemos con B&R - trabajar juntos es un placer. Igualmente importante, el nivel de calidad está a la par de nuestros exigentes requisitos. B&R ha desarrollado un hardware de monitorización de condiciones que encaja perfectamente en nuestra cartera, mientras que nuestros servicios y software analítico complementan la cartera de B&R.

¿Puede darnos algunos antecedentes de cómo llegó a cofundar 8.2 Monitoring y su actual papel en la empresa?

Hasta 2002, las turbinas eólicas estuvieron plagadas de fallas inesperadas, particularmente en los dientes de los engranajes y los cojinetes de sus cajas de engranajes y generadores. Esto se debió en parte a la tendencia a subestimar las cargas altamente dinámicas y las severas condiciones de funcionamiento, así como al hecho de que sólo estaban equipados con instrumentos de control bastante rudimentarios. Con unas tasas de fracaso tan elevadas, las compañías de seguros consideraban que las turbinas eran una mala inversión y amenazaban con abandonar el negocio de la energía eólica en lugar de operar con pérdidas. Para controlar la situación, las empresas de energía eólica aprovecharon los conocimientos técnicos existentes en materia de vigilancia de las condiciones de las aplicaciones industriales. En 2003, el Centro de Tecnología de Allianz (AZT) -seguido poco después por Germanischer Lloyd (GL)- publicó directrices para la certificación de los sistemas de monitorización de condiciones (SMC). Estos sistemas permitieron la detección temprana del desgaste para que los componentes puedan ser reemplazados antes de que causen fallas más serias en el equipo. Como resultado, en lugar de 150.000 euros en reparaciones, una empresa sólo podría estar considerando 10.000 euros.

¿Por qué es tan importante el control del estado de las turbinas eólicas?

Hasta 2002, las turbinas eólicas estuvieron plagadas de fallas inesperadas, particularmente en los dientes de los engranajes y los cojinetes de sus cajas de engranajes y generadores. Esto se debió en parte a la tendencia a subestimar las cargas altamente dinámicas y las severas condiciones de funcionamiento, así como al hecho de que sólo estaban equipados con instrumentos de control bastante rudimentarios. Con unas tasas de fracaso tan elevadas, las compañías de seguros consideraban que las turbinas eran una mala inversión y amenazaban con abandonar el negocio de la energía eólica en lugar de operar con pérdidas. Para controlar la situación, las empresas de energía eólica aprovecharon los conocimientos técnicos existentes en materia de vigilancia de las condiciones de las aplicaciones industriales. En 2003, el Centro de Tecnología de Allianz (AZT) -seguido poco después por Germanischer Lloyd (GL)- publicó directrices para la certificación de los sistemas de monitorización de condiciones (SMC). Estos sistemas permitieron la detección temprana del desgaste para que los componentes puedan ser reemplazados antes de que causen fallas más serias en el equipo. Como resultado, en lugar de 150.000 euros en reparaciones, una empresa sólo podría estar considerando 10.000 euros.

¿Cuáles son las posibles desventajas de usar un SMC?

No hay ninguno. Conozco algunos productores que operan turbinas, y sus oídos bien entrenados se levantan de inmediato cuando algo no funciona bien. El desgaste va acompañado generalmente de vibraciones y ruido, después de todo. Sin embargo, esa es la excepción. En estos días, el operador normalmente está sentado frente a la pantalla de una computadora en un gran centro de control y sólo tiene que procesar los datos para pasar - por lo que simplemente escuchar los daños no es una opción. Aquí, es el SMC quién te da una pista sobre la máquina.

¿Hacia dónde se dirige el mercado en lo que respecta a la monitorización de estado?

Actualmente, estamos trabajando principalmente con aplicaciones SMC estándar que funcionan independientemente del controlador de la turbina. Esto va a cambiar a favor de los sistemas integrados ahora que el hardware de automatización necesario está disponible. Mediante la incorporación de parámetros de proceso adicionales y la monitorización a nivel de sistema, estas soluciones darán mejores resultados. Es probable que los sistemas integrados en el controlador también puedan cumplir las mismas normas de calidad por más barato. Los temas relacionados con la industria 4.0, como la computación en la nube, la digitalización y los grandes datos también son importantes. A medida que los requisitos de disponibilidad y estabilidad de la producción sean más rigurosos, el mercado de la vigilancia de las condiciones se beneficiará. En Alemania, ya se exige que los parques eólicos marinos estén equipados con un SMC. Incluso en tierra, a medida que las turbinas se construyen cada vez más grandes, las consecuencias de una avería se vuelven más graves. Por eso casi todos los constructores de turbinas eólicas incluyen un SMC como equipo estándar en sistemas de más de 2,5 megavatios. El mercado internacional - en China, por ejemplo - también está creciendo. Esto a su vez aumentará la presión sobre los fabricantes para minimizar los costos del ciclo de vida y eliminar los factores de riesgo. Junto con el correspondiente servicio de análisis independiente, un SMC puede desempeñar un papel fundamental para hacer frente a estos desafíos.

Muchas empresas abordan temas como la computación en la nube con dudas, preocupadas de que puedan representar un riesgo para la seguridad. ¿Dónde os encontráis?

Ciertamente es un área que estamos revisando. Nuestro propio servidor se encuentra aquí en Hamburgo porque el rendimiento es una prioridad para nosotros - pero nuestra capacidad no es ilimitada. Lejos de ser una desventaja, creo que una solución de nube es en realidad la opción más segura. A menudo es el servidor interno el que representa un mayor riesgo en términos de pérdida de datos. En mi opinión, el nivel de seguridad de datos que se obtiene de un proveedor de servicios de computación en nube más grande va a ser más avanzado y se mantendrá actualizado mejor que lo que una empresa más pequeña es capaz de manejar por su cuenta. El rendimiento de la nube también está mejorando constantemente.

¿La energía eólica se convertirá en un mercado de masas para la vigilancia de las condiciones? ¿Cuál es tu predicción?

Para las empresas SMC bien establecidas ya es un mercado masivo - cada fabricante de turbinas tiene un proveedor de SMC. Sin embargo, las aplicaciones industriales siguen siendo el pan de cada día para la mayoría de los proveedores de SMC. Han estado allí durante décadas y tienen muchos clientes satisfechos. Realmente depende de lo bien que los controles de los proveedores como B&R sean capaces de ganar un punto de apoyo en el sector eólico. Si tienen éxito, el precio del hardware del SMC bajará y se convertirá en un componente estándar de los sistemas de automatización de las turbinas. La ventaja que tienen los proveedores de automatización es que, al operar todas las interfaces, están en condiciones de satisfacer los requisitos de los clientes que desean poner la información a disposición de otros sistemas de software. Sin embargo, pasarán otros cinco o diez años antes de que veamos que eso suceda. Con todas sus ventajas técnicas y nuevos desarrollos, no debemos olvidar que la vigilancia de las condiciones sigue siendo un área en la que el analista experimentado juega un papel importante.

Bernd Höring, CEO y Experto en Monitorización de Estado, 8.2 Monitoring GmbH

"Era importante para nosotros encontrar un socio en el que la química fuera correcta. Eso significa construir relaciones basadas en la apertura y la honestidad. Nuestros estándares de calidad son tan exigentes como nuestras especificaciones técnicas. Por eso necesitábamos un proveedor bien establecido como B&R que pueda cumplir con estos requisitos en todo el mundo". (Fuente: Alexandra Fabitsch)

¿Qué es la monitorización del estado?

Las cargas dinámicas y el clima severo pasan factura a la transmisión de la turbina. Si los cojinetes, cajas de cambio o generadores desgastados no se sustituyen a tiempo, el resultado puede ser un fallo catastrófico y un costoso tiempo de inactividad prolongado. Para mantener las cosas funcionando sin problemas para una máxima disponibilidad y rendimiento, las turbinas están equipadas con sistemas de monitorización de condiciones (SMC) que proporcionan un flujo continuo de información sobre la salud de los componentes basado en las vibraciones causadas por los componentes desgastados.

¿Cómo funciona la monitorización del estado en B&R?

Los módulos de monitorización de condiciones fácilmente configurables de B&R proporcionan una detección de desgaste fiable y precisa para un mantenimiento predictivo eficiente. Todos estos módulos forman parte de la serie de sistemas de control X20 y, por lo tanto, se pueden utilizar en cualquier topología de control sin limitaciones. Una característica especial de estos módulos es que realizan el análisis de vibración localmente en el módulo - proporcionando parámetros de condición completamente procesados para una fácil integración. En combinación con software de análisis como VibraLyzePRO de 8.2, permiten un monitoreo efectivo en línea de sistemas complejos. Estos resultados también proporcionan una visión detallada de la mecánica del sistema, permitiendo optimizar los procesos existentes con la máxima eficiencia.

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