Internacional. El equipo de Fraunhofer consigue proteger las palas de las turbinas contra el hielo con drones.
La nueva técnica ha sido desarrollada conjuntamente por expertos del Instituto Fraunhofer de Tecnología de Fabricación y Materiales Avanzados IFAM y el Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Fabricación y Automatización IPA en el proyecto 'TURBO - Revestimiento temporal mediante drones'.
"Los drones que sólo se utilizan cuando es necesario ofrecen una alternativa rentable", afirma Andreas Stake, director de proyectos del Fraunhofer IFAM. Sin embargo, para poder utilizar drones para prevenir el hielo, se deben cumplir una serie de condiciones.
Además de ser respetuosos con el medio ambiente, los materiales de recubrimiento deben demostrar una buena adherencia y una durabilidad suficiente para permanecer en los rotores durante semanas y protegerlos del hielo. El sistema de pulverización utilizado debe ser muy preciso y al mismo tiempo ligero. Y, por último, los drones deben tener una carga útil elevada y permitir un control muy preciso.
Los investigadores de Fraunhofer que trabajan en el proyecto Turbo lograron desarrollar un prototipo que cumple todos estos requisitos. El material de revestimiento diseñado por los científicos del Fraunhofer IFAM de Bremen se compone de urea y cera, es respetuoso con el medio ambiente y presenta una buena adherencia.
El material se puede aplicar rápida y fácilmente mediante la técnica de pulverización y además se seca rápidamente. El revestimiento se sometió a pruebas en una cámara de hielo del instituto para confirmar que protege de forma fiable contra la formación de escarcha.
El equipo de Fraunhofer IPA construyó el equipo utilizado para aplicar el recubrimiento. Consiste en una pequeña bomba que presiona la mezcla fluida de urea y cera a alta presión dentro de una lanza larga y delgada, en cuya punta se encuentra una boquilla con un diámetro de sólo 0,3 milímetros.
El sistema de bomba sin aire es capaz de producir gotas con un diámetro de 100 micrómetros. Incluso con vientos de 35 kilómetros por hora, estas gotas todavía pueden rociarse con precisión sobre los bordes de las palas del rotor, donde luego se solidifican. Los bordes son particularmente importantes ya que aquí es donde comienza el proceso de formación de hielo cuando el aire frío y húmedo golpea la turbina.
El Dr. Oliver Tiedje, director de proyectos de Fraunhofer IPA, y su equipo determinaron los parámetros técnicos; por ejemplo, la presión requerida, un método de atomización eficiente y el tamaño óptimo de gota mediante simulaciones de dinámica de fluidos.
“Nuestras décadas de experiencia en el modelado de procesos de recubrimiento nos ayudaron mucho. Pudimos aprovechar esta experiencia”, afirmó el Dr. Tiedje.
"Sin embargo, tuvimos que adaptar los parámetros del proceso a la compleja geometría de las turbinas eólicas", indicó.
Los investigadores ahora tienen la intención de trabajar con socios de la industria para desarrollar aún más la técnica y prepararla para la producción en serie.
Existen numerosas aplicaciones en las que se pueden utilizar drones para aplicar recubrimientos, que van desde la protección contra el hielo para turbinas eólicas y líneas aéreas en el transporte ferroviario hasta la renovación de edificios; por ejemplo, la reparación de defectos en el enlucido en partes de edificios de difícil acceso.
