lunes, 25 de febrero de 2008

Muerte de un aerogenerador

El accidente ocurrió el día 22/2/08 en un parque eólico cerca de Hornslet (Dinamarca) y fue grabado por una videoaficionada, el aerogenerador había quedado fuera de control y el personal de servició aviso a la policía que procedió a instalar un cordón policial de 400m alrededor de la máquina, estos son sus últimos segundos de vida.




Galería de fotos del siniestro.
Galería de fotos de la puesta en marcha de la máquina

Esta máquina es un aerogenerador Nordtank [PDF] de 500kW de Vestas, con diámetro de rotor 40m, la torre suele medir lo mismo o algo más que el diámetro del rotor, el cual normalmente gira mucho más despacio como en el siguiente vídeo:




El accidente se desarrolla según lo que he podido ver de la siguiente forma:
- Una pala se desintegra en el aire, probablemente como consecuencia de un impacto inicial contra la torre.
- A consecuencia de la desaparición de esta pala el empuje que ve el rotor de la máquina queda repentinamente descompensado inclinando toda la góndola hacia abajo y permitiendo que una segunda pala impacte de lleno contra la torre, desintegrandose en el impacto, hacia la izquierda de la imagen.
- Este impacto supone un brusco frenazo para el rotor lo que a su vez cizalla la tercera pala casi por la base y que sale más o menos intacta hacia arriba.
- En las fotos se aprecia la unión entre los dos tramos de torre, el impacto de la segunda pala deforma de tal forma la torre que todos los tornillos de unión de los dos tramos de torre desaparecen al unísono. desapareciendo la unión de ambos tramos de torre.

Se trata de una máquina de STALL similar a una Bonus [PDF], con un con un freno de punta de pala, para frenar la máquina se gira solamente la punta de la pala.

A 25 m/s (100Km/h, la categoría más baja de un huracán) las cargas que sufre la máquina son tan elevadas que es necesario parar, esto es algo normal para todos los aerogeneradores, pero es relativamente rara esta velocidad de viento, normalmente son muy pocas horas al año las que la máquina se encuentra parada por este motivo.

La entrada en pérdida (stall) del perfil aerodinámico provoca que la máquina se auto regule la velocidad del rotor, gracias al diseño del perfil de la pala, este método de control es poco eficiente y prácticamente no se utiliza, se utilizan sistemas denominados de "paso variable" en el que se giran las palas sobre su eje, bien por medio de cilindros hidráulicos o motores eléctricos, para optimizar la orientación de la pala y sacar el máximo rendimiento a la potencia del viento que ve la máquina y al mismo tiempo, toda la pala sirve como freno aerodinámico para parar o arrancar la máquina.

En el caso de esta máquina se usa el freno de punta de pala de forma curiosa, hay una unidad llamada CU (Centrifugal release Unit), que por medio de la fuerza centrifuga abre una válvula y la punta de la pala gira ofreciendo resistencia aerodinámica al giro del rotor y frenando la máquina.

En mi opinión este sistema es el que
creo que no ha funcionado y ha sido la causa última del accidente. Una de las fotografías de la galería del desastre es una de las puntas de pala que se ha desprendido de su pala, en le vídeo no se distingue si le falta o no antes del accidente, lo cual podría ser otra explicación del siniestro. Otra explicación podría ser por la falta de aceite (fuga) en este circuito del CU.

La causa de que haya salido fuera del rango de velocidad normal puede ser debido también a la perdida de la tensión de linea, de forma que al perder el par eléctrico que actua como freno para el generador, haya acelerado rápidamente hasta quedar fuera de control, no estoy seguro de si es posible que la máquina quede sin posibilidad de que el sistema de punta de pala pueda frenar la máquina.

En el PDF de Bonus, se menciona otro sistema de emergencia en la máquina, HCU un freno hidráulico en el eje rápido, situado entre la multiplicadora y el generador, donde se requiere menos par para detener la máquina, pero con un par aerodinámico alto es muy difícil detener la máquina.

En máquinas más grandes, me consta que se han dado casos en los que debido a la aplicación de este tipo de frenos, el disco de freno y las zapatas alcanzan tales temperaturas que han provocado incendios, estos frenos en realidad están diseñados para impedir que comience a girar la máquina y no para detenerla, el freno principal debe ser el aerodinámico.


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