Seasight Solutions transforma la instalación de aerogeneradores

El uso de la energía eólica está creciendo, pero instalar los aerogeneradores actuales sigue planteando importantes retos de ingeniería. Los componentes son cada vez más grandes, las torres alcanzan la altura de edificios de entre 30 y 45 plantas y las condiciones meteorológicas siguen imponiendo importantes limitaciones a la construcción. Además, los sistemas tradicionales de cuerdas guía (cuerdas largas que sujetan operarios situados lejos de la plataforma de la grúa) requieren grandes superficies despejadas, aumentan los riesgos para el personal de tierra y ralentizan la instalación allí donde el terreno, las infraestructuras o las normativas locales reducen el espacio disponible.

Seasight Solutions, empresa tecnológica danesa con sede en Hvide Sande, en la costa oeste del país, lleva dedicándose a la elevación y manipulación de grandes cargas desde 1950. Los fabricantes de aerogeneradores empezaron a reclamar métodos de elevación más seguros, precisos y predecibles. A medida que los parques eólicos se acercaban a núcleos urbanos, carreteras, bosques y terrenos de difícil acceso, las limitaciones de las cuerdas guía se hicieron cada vez más evidentes. A ello se sumaban las dificultades de acceso a propiedades colindantes, los cortes de carreteras, las restricciones medioambientales y las limitaciones de las plataformas de trabajo reforzadas, que obstaculizaban el montaje de los aerogeneradores. (Una plataforma de trabajo reforzada es una superficie plana y resistente habilitada al pie del aerogenerador, donde se coloca la grúa, los camiones descargan componentes y se realizan las operaciones de elevación de grandes cargas).

"Hace unos seis años, uno de los grandes fabricantes de aerogeneradores acudió a nosotros con un reto", explica Lasse Jørgensen, director de ingeniería de Seasight. "Tenían un prototipo para controlar las cargas de forma autónoma, pero necesitaban que alguien lo convirtiera en un producto real. Así nació el sistema de posicionamiento autónomo". El problema de ingeniería era fácil de formular, pero extraordinariamente difícil de resolver: ¿Cómo estabilizar una pala o una góndola de grandes dimensiones en condiciones meteorológicas turbulentas e impredecibles, mantener al personal de tierra fuera de la zona de caída de cargas y eliminar las largas cuerdas guía, todo ello en un espacio de trabajo reducido y a menudo sujeto a estrictas restricciones, mejorando al mismo tiempo la eficiencia y la previsibilidad de la instalación? (La góndola es la "sala de máquinas" situada detrás del buje del rotor y uno de los componentes más pesados que se izan durante la instalación de un aerogenerador).

Pruebas virtuales para validar la eficacia del diseño

Seasight respondió desarrollando el sistema de posicionamiento autónomo (APS), un sistema de control de cargas mediante propulsores que elimina por completo la necesidad de cuerdas guía. En lugar de depender de operarios que sujetan cuerdas a una distancia de entre 9 y 30 metros, el APS controla la carga directamente desde el gancho mediante propulsores integrados y software en tiempo real. El diseño incorpora redundancia en todos los subsistemas principales, admite configuraciones de carga suspendida mediante eslingas y dispone de la interfaz de montaje rápido Quick Shift, con soportes de bloqueo rápido, que permite trasladar, instalar o retirar el APS en cuestión de minutos, en lugar de horas. Así se evita tener que atornillar y desatornillar laboriosamente componentes complejos cada vez que se pasa de elevar una góndola a elevar una pala.

"Hoy, el APS ha sustituido las cuerdas guía tradicionales por propulsores, lo que permite instalar aerogeneradores de forma más segura y rápida y reduce considerablemente la necesidad de grandes espacios de trabajo", destaca Jørgensen. "Ha transformado la forma de instalar aerogeneradores: un solo operario puede estabilizar cargas para las que antes hacían falta 20 personas coordinándose mediante cuerdas guía".

El APS es ya uno de los productos estrella de Seasight Solutions, y todo su desarrollo se ha llevado a cabo con SOLIDWORKS®. "Desarrollamos todo el sistema en SOLIDWORKS, lo que nos permitió probar virtualmente los ensamblajes, los movimientos y las interferencias antes de fabricarlo", señala Jørgensen. "Gracias a ello, nuestro primer APS funcionó prácticamente desde el primer día".

SOLIDWORKS Design permitió a los ingenieros comprobar holguras, simular los recorridos del mecanismo de inclinación y verificar que las pequeñas piezas mecanizadas y los grandes conjuntos soldados interactuaran correctamente y sin interferencias. Cuando los clientes les enviaban modelos 3D de los componentes de sus aerogeneradores, los ingenieros de Seasight podían importarlos directamente a SOLIDWORKS Design y comprobar cómo interactuarían las palas, la góndola y otras piezas con el APS y los equipos de elevación antes de fabricar o izar ningún componente.

Este nivel de pruebas virtuales era fundamental. Durante la instalación, el viento puede cambiar de forma impredecible y cada componente se comporta de manera diferente cuando está suspendido. El APS debía mantener un control preciso incluso cuando disminuía la visibilidad o las ráfagas desviaban la carga de su eje.

Control y acceso a los datos de diseño

Seasight normalizó y gestionó todos sus planos y datos estructurados con SOLIDWORKS PDM. Tal como explica Jørgensen: "Con SOLIDWORKS PDM gestionamos todos nuestros archivos CAD y tenemos los planos 2D y 3D en un mismo lugar. Esto facilita enormemente la gestión de los archivos y nos da tranquilidad, porque solo tenemos que hacer las copias de seguridad en un único sitio".

El equipo que desarrolló el APS también aprovechó la facilidad de uso de SOLIDWORKS. "Es tan fácil de usar que podríamos dárselo a alguien en prácticas que nunca hubiera trabajado con software 3D y, en una o dos semanas, ya estaría dibujando y creando ensamblajes en SOLIDWORKS", comenta entusiasmado Jørgensen.

El proceso digital de SOLIDWORKS agilizó el desarrollo de productos, redujo los trabajos de corrección y el número de prototipos, y permitió a Seasight innovar más deprisa para responder a las necesidades cambiantes del sector eólico.

El APS ha transformado la instalación de aerogeneradores. Al eliminar las cuerdas guía, Seasight ha suprimido algunos de los riesgos de seguridad más habituales del sector, como quemaduras, lesiones de espalda, luxaciones de hombro, esguinces de tobillo y otros accidentes asociados a la manipulación de cuerdas sometidas a tensión. Ahora, los equipos pueden controlar por completo la carga desde la plataforma de la grúa, sin necesidad de que haya operarios situados lejos de ella. Esto permite trabajar en superficies más pequeñas y reduce los problemas relacionados con el medioambiente y la obtención de permisos.

Sin cuerdas guía, los responsables de planificar los parques eólicos evitan muchos retrasos derivados del acceso a propiedades cercanas, las dificultades del terreno o los cortes de carreteras. Además, el APS no depende de las dimensiones de la plataforma de trabajo, por lo que puede utilizarse en bosques, zonas montañosas y otros entornos con poco espacio disponible.

El APS mantiene la estabilidad incluso con vientos de hasta 48 kilómetros por hora, lo que permite trabajar en una mayor variedad de condiciones meteorológicas: los equipos pueden seguir trabajando con poca visibilidad, nieve y otras condiciones meteorológicas estacionales que normalmente obligarían a detener las operaciones. Esto permite afrontar directamente uno de los principales factores que encarecen la construcción de parques eólicos modernos. El APS también aumenta el aprovechamiento de la grúa principal y aporta mayor previsibilidad a los proyectos.

Estos resultados son fruto directo del riguroso proceso de ingeniería de Seasight. "Con SOLIDWORKS podemos detectar casi todos los problemas antes de que lleguen al taller. Yo diría que alrededor del 99 %", afirma Jørgensen. "Nos ahorra muchísimo tiempo y, en última instancia, reduce considerablemente los costes de nuestros prototipos".

Jørgensen cree que el diseño digital desempeñará un papel aún más importante en el futuro. "Con tantas máquinas y herramientas diferentes, crear gemelos digitales completos no siempre ha sido fácil. Pero la IA está haciendo mucho más viable incorporar esta tecnología a nuestro entorno CAD. Eso nos abre, además, nuevas posibilidades para diseñar y trabajar".

El APS de Seasight Solutions es un ejemplo de innovación práctica capaz de transformar todo un sector: permite elevar cargas con más seguridad, trabajar en espacios más pequeños, planificar las obras con mayor previsibilidad y reducir el coste total de instalación. Con SOLIDWORKS Design y SOLIDWORKS PDM como pilares del proceso de ingeniería, Seasight Solutions aporta mayor precisión, control y confianza a la instalación de aerogeneradores.