Investigadores de la Universidad de los Andes y de la Universidad de Chile crean un sistema de monitoreo para el diagnóstico de daño estructural de “molinos de viento”, que permitirá pronosticar el deterioro en las aspas y mitigar riesgos, vital para la producción de la energía eólica.
Por Marisol Grisanti Guadaroli
La tecnología que han desarrollado los investigadores Rodrigo Astroza y Francisco Hernández, de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas UANDES, junto a los académicos Marcos Orchard y Constanza Ahumada, de la Universidad de Chile, es un avance para la industria eólica. “Ya que a través de algoritmos y de los datos recopilados se entrega información para la toma de decisiones relacionada al mantenimiento de los activos de los parques eólicos”, afirma Rodrigo Astroza, director del proyecto y vicedecano académico de la Facultad. “Esto permite programar las tareas de mantenimiento en función de la condición real de los componentes del aerogenerador instrumentado, lo que minimiza significativamente las probabilidades de falla, asegurando la producción y distribución de la energía generada a la sociedad”, explica.
Para comprender la relevancia del proyecto, cabe mencionar que el mayor parque eólico de Chile (San Juan, en la región de Antofagasta) cuenta con 56 turbinas, con posibilidades de ampliarse. Cada ‘molino de viento’ tiene una torre que mide 92 metros de altura y un rotor (aspas) de 117 metros de diámetro, es decir, del largo del Estadio Nacional, por lo que su mantención no es trivial.
Electricidad a partir del viento
La energía eólica se transforma en electricidad a través de aerogeneradores, que convierten el viento en una energía renovable, eficiente y clave para la transición energética y la descarbonización de la economía. Los parques eólicos, que agrupan un gran número de aerogeneradores, hacen posible la obtención de esta energía en grandes cantidades y nuestro país cuenta con más de 50 de estos lugares, donde la presencia del viento es predominante.
“Chile tiene un gran potencial de energías renovables no convencionales, especialmente, fotovoltaica y eólica. Estas dos fuentes aportan, en su conjunto, más del 35% de la energía de la matriz energética. En 2022, la generación proveniente de fuentes renovables superó por primera vez a la térmica, lo que es de gran importancia para el proceso de descarbonización en el cual debemos avanzar. A futuro se espera que la participación de las fuentes de energías renovables no convencionales siga aumentando, y en Chile tenemos las condiciones naturales para que esto pase,” detalla el profesor Astroza.
Brasil es el principal país generador de energía eólica en Sudamérica, con aproximadamente, 25 GW. En segundo lugar, se ubica Chile, con 4.5 GW, y luego Argentina, con 3.3 GW. “La importancia que ha logrado la energía eólica en el país se debe a distintos factores, entre ellos, la disponibilidad del recurso natural y la existencia de una economía abierta que favorece la presencia de empresas exportadoras y multinacionales,” afirma el experto.
La capacidad instalada de energía eólica en nuestro país representa una participación de 15% en el Sistema Eléctrico Nacional (SEN), la que ha aumentado su producción en más de 70% en los últimos tres años. Existen 50 parques eólicos en operación en el SEN, alrededor de 10 en construcción y un gran número en etapa de evaluación. Los principales polos de desarrollo están en Antofagasta, Coquimbo, Araucanía-Biobío y Magallanes.
“Ya hemos realizado validaciones a escala de laboratorio y prototipo en terreno y ahora escalaremos la solución a aerogeneradores de alta capacidad instalados en un ambiente realista”
Rodrigo Astroza,
investigador de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas
Investigación con aportes públicos y privados
Ante este escenario, los investigadores están desarrollando sistemas de monitoreo para los componentes estructurales de los aerogeneradores que producen energía eólica. Así diagnostican y pronostican el estado de sus distintos componentes, compensando los efectos de los factores medioambientales y optimizando los sistemas de instrumentación, facilitando su mantención y aumentando su vida útil. Evolucionan así desde sistemas preventivos programados -que se realizan en intervalos de tiempo definidos- hacia sistemas correctivos y predictivos, alimentados por la información generada por este software.
La investigación de los académicos de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas comenzó en 2018, con financiamiento de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) por medio de un fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico (FONDEF) y el apoyo de la empresa Contac Ingenieros. Luego, obtuvo un segundo FONDEF -ejecutado entre 2021 y 2023- con aportes de ANID y de empresas privadas, además de la colaboración de SAESA, que permitió instalar un aerogenerador de baja capacidad en su parque eólico Alto Baguales, en las cercanías de Coyhaique. Y, recientemente, obtuvo financiamiento por cuatro años más, a través del concurso IDeA Tecnologías Avanzadas, proyecto que finalizará en 2027 con una nueva tecnología para el monitoreo de aerogeneradores.>
