Palas eólicas más sostenibles y duraderas, objetivo de Renewedge
El proyecto de investigación Renewedge, en el que participa AIMPLAS, desarrolla nuevos materiales biobasados y herramientas predictivas para mejorar la resistencia a la erosión en palas eólicas.
Uno de los mayores retos de la industria eólica es hacer frente a la erosión que provoca la lluvia en el borde de ataque de las palas, tanto en aerogeneradores terrestres como marinos. El problema se agudiza especialmente en el caso de las palas de nueva generación, más largas y con mayor velocidad y que sufren en mayor medida los efectos de gotas, partículas y granizo.
Y es que dichos daños provocan una pérdida de eficiencia aerodinámica, con la consiguiente reducción de la producción de energía y elevados costes de inspección y reparación.
Actualmente, los sistemas de protección del borde de ataque (LEP) de las palas, están formulados con poliuretanos de origen petroquímico. Pero, junto al problema mencionado, que les hace perder eficacia, figura la presión para incorporar materiales con menor huella ambiental.
En este contexto, es en el que nace el proyecto de investigación Renewedge impulsado por la empresa Aerox, la Universidad CEU Cardenal Herrera (CEU UCH) y AIMPLAS Instituto Tecnológico del Plástico. El objetivo es desarrollar un nuevo sistema LEP compuesto por una masilla y un recubrimiento polimérico formulados con materias primas de fuentes renovables.
Nuevos materiales más sostenibles
Concretamente, el proyecto investigará el potencial de los biopolioles para reemplazar total o parcialmente los componentes tradicionales de origen fósil. Con propiedades mecánicas, elastoméricas y de resistencia equivalentes o superiores a las actuales. Para ello se analizará con detalle la relación entre la estructura química del biopoliol y el comportamiento final del recubrimiento, para asegurar una solución competitiva a nivel técnico, económico y ambiental.
Como explica Asta Sakalyte de Aerox, que coordina el proyecto, “Actualmente no existe ningún sistema LEP biobasado disponible comercialmente que cumpla con los exigentes requisitos de la industria eólica. Con Renewedge damos un salto hacia una nueva generación de sistemas de protección del borde de ataque. Nuestro objetivo es formular un LEP biobasado que iguale o mejore el rendimiento de las soluciones actuales, pero con un enfoque claro en la sostenibilidad y la durabilidad que exige el futuro del sector eólico”.
Una herramienta predictiva
Asimismo, el proyecto también trabaja para poner en marcha una herramienta computacional para predecir de forma fiable la progresión del daño por erosión durante la vida útil de las palas. Este sistema combinará el modelado físico tradicional del impacto de gotas con técnicas de análisis de datos topológicos (TDA) para extraer y describir la evolución geométrica del daño a partir de ensayos experimentales.
A ello se sumarán modelos de Machine Learning entrenados con estas métricas. Así se podrán corregir estimaciones y anticipar puntos críticos del material. Este enfoque híbrido proporcionará una solución predictiva para planificar operaciones de mantenimiento, optimizar el rendimiento de las palas y reducir la incertidumbre en su explotación.
Así, como apunta Fernando Sánchez, director del Instituto de Diseño, Innovación y Tecnología (IDIT) en la CEU UCH e IP de Renewedge, “el proyecto nos permite avanzar en una línea clave para la industria: estimar la progresión real del daño por erosión. La combinación de datos experimentales con técnicas de Topological Data Analysis y Machine Learning ofrece una oportunidad única para mejorar la predicción del comportamiento de los materiales en condiciones reales.”
Reducir la huella ambiental
Asimismo, la investigación también incluye un análisis integral de los materiales y procesos implicados en el desarrollo del nuevo sistema LEP. Para, además de sus prestaciones técnicas, garantizar su alineación con los principios de sostenibilidad. De este modo, este trabajo incluirá la evaluación del impacto ambiental mediante análisis de ciclo de vida, el estudio de la viabilidad económica y la valoración del impacto social asociado al uso de los nuevos materiales.
También, y siguiendo las directrices estratégicas de la UE, el proyecto realizará un estudio teórico del pasaporte digital del producto. Estará orientado a asegurar su trazabilidad y facilitar su futura integración en un mercado más transparente y regulado.
“Queremos asegurar que el nuevo sistema LEP se desarrolle bajo criterios SSbD desde el inicio y evaluar su impacto ambiental. Además, trabajamos en la documentación necesaria para su pasaporte digital, fundamental para su integración en un futuro mercado más trazable y regulado”, concluye María Llácer, investigadora den Economía Circular en AIMPLAS.
De este modo, los avances en materiales biobasados y herramientas de predicción permitirá a los fabricantes de palas disponer de soluciones más duraderas y sostenibles. Además, los operadores podrán reducir los costes de mantenimiento y paradas no programadas. Por otro lado, aumentará la estabilidad de las inversiones en parques eólicos y también mejorará la gestión de la vida útil de las palas.
Renewedge está financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad e Innovación (IVACE+i), a través del programa de Proyectos Estratégicos en Cooperación en su convocatoria de 2024, y los fondos FEDER.
*Para más información: www.aimplas.es
