Algunos clientes simplemente compran aerogeneradores y los operan pero por lo general, la mayoría optan que Vestas directamente opere sus parques. Ésta se realiza a través de una sala de operaciones ubicada en la oficina de Aarhus. Allí, se supervisan y controlan a través de internet 20.006 turbinas que representan una potencia de 35 GW (gigavatios).
La tremenda cantidad de datos que se centralizan en Aarhus le permite a Vestas generar estadísticas sobre una gran cantidad de variables, detectar posibles fallas y luego preverlas para otros lugares con condiciones similares de operación. 130 sensores ubicados en cada aerogenerador transmiten los datos por internet en tiempo real y un sistema de alerta temprana avisa a los ingenieros para que estos tomen medidas antes de la ocurrencia de cualquier falla. A su vez permite a los equipos de investigación y desarrollo realizar mejoras continuas en las futuras versiones de los equipos.
Sistema de ubicación del sitio óptimo
El más poderoso sistema informático de la empresa es sin lugar a dudas el "sitehunt", un sistema que acumula 15 años de datos meteorológicos de 30.000 estaciones meteorológicas alrededor del mundo. Dividiendo el globo terráqueo en cuadrados de 27km x 27km, una supercomputadora IBM Blade de 15.000 núcleos con una velocidad de 152TFlops (152×10^12 operaciones por segundo) permite saber en cualquier instante de los últimos 15 años la condiciones de cualquiera de estos cuadrantes de 729km2.
"Lo más interesante es descubrir las minas de oro, los mejores sitios del mundo para aprovechar la energía eólica con la mayor eficiencia energética y mayor retorno económico. Cada búsqueda (query) que realizamos al sistema cuesta 1000 dólares en electricidad" explicó Lars Christian Christense, responsable del proyecto. Afortunadamente el datacenter en Randers está alimentado casi exclusivamente por molinos eólicos y no centrales de carbón. A su vez, gracias a esta información se destaca el período del año de menores vientos, óptimo para montar los parques y en especial los parques offshore que representan un mayor desafío técnico y logístico.
Software de modelaje de parques eólicos
Una vez definida la localización del parque, entra en juego otro software, esta vez para seleccionar con una precisión menor al metro la ubicación exacta de cada turbina. Finn Strøm Madsen, Presidente de Investigación y Desarrollo me explicó que esta información se la brindan a los potenciales clientes y juega un rol fundamental en la estrategia de ventas. Le pregunté a Strøm Madsen como abogado del diablo si no corrían el riesgo de brindar esta información y que luego el cliente adquiera aerogeneradores de la competencia. Me contestó que el modelo está diseñado para las características de las máquinas Vestas y no tendría valor aplicarlo para otros aerogeneradores.
Si bien es importante contar con vientos fuertes que soplen con frecuencia, la calidad del viento también es relevante y es una variable clave para SitedesignT. Los vientos rachados y turbulentos causan flexiones indeseables en las palas reduciendo su vida útil y/o aumentando costos de mantenimiento. SitedesignT es una herramienta clave para calcular el retorno de la inversión (ROI) dado que prevé con precisión tanto los ingresos que tendrá el cliente dada la energía a generarse así como los costos de mantenimiento en función del desgaste en los equipos dada la calidad del viento (laminar o turbulento).
Góndola virtual
Finalmente, la góndola virtual nos dejó a todos con la boca abierta. Se trata de una góndola idéntica a las que se encuentran arriba de los aerogeneradores pero ubicada dentro de las oficina en Aarhus. En su interior, en una de sus paredes se proyecta una animación 3D detallada en escala de diversos modelos de aerogeneradores de la compañía. Utilizando un joystick inalámbrico uno se desplaza dentro del aerogenerador virtual 3D como si estuviera paseando dentro de la película Avatar, pero eligiendo desde que ángulo mirarla.
Todas las piezas, a nivel de detalle del más pequeño tornillo se pueden visualizar y es posible atravesar las paredes y las máquinas para enfocar cualquier componente en particular. ¿Para qué sirve? Simplemente para que grupos de ingenieros intercambien ideas fácilmente pudiendo pasearse en conjunto por este espacio tridimensional sin la necesidad de desmontar piezas para acceder a las que no están a la vista. Sumergidos en este mundo virtual aparecieron numerosas ideas de mejoras. El mundo virtual se genera sumando todos los planos tridimensionales de las piezas individuales generadas por software de CAD de manera similar al Google Earth que es la suma de numerosos mapas colocados sobre una esfera.
El panorama en Argentina
Vestas está presente en el país desde el año 1992, pero recién este año está instalando los primeros aerogeneradores. Contratados por la empresa Emgasud, entrarán en servicio 43 unidades V90 de 1,8MW por un total de 77MW repartidos entre los parques Rawson I y Rawson II en la provincia de Chubut. A través de los sistemas informáticos previamente mencionados, se calcula que los parques generarán 320 GWh por año, brindándole energía a 150.000 hogares y ahorrando más de 100.000 toneladas de emisiones de CO2 a la atmósfera.
Vestas: 43.000 aerogeneradores en los cinco continentes
La empresa eólica Vestas prevé unos ingresos de 7.000 millones de euros durante este año. Vestas ha instalado más de 43.000 turbinas eólicas en 70 paíes de todo el mundo. La multinacional danesa, que suma treinta años de vida y es líder del sector, cuenta con más de 23.000 empleados en todo el mundo. El mayor centro tecnológico del sector se encuentra ubicado en este país nórdico, pero además el grupo cuenta con otros seis centros de investigación y desarrollo en la India, Alemania, Reino Unido, Estados Unidos y Singapur.
Además de las numerosas factorías que tiene repartidas por todo el mundo, Vestas Mediterranean, donde se encuentran las fábricas españolas, cuenta con centros en Italia y Portugal. Dispone de seis unidades de venta en esta zona del viejo continente, responsables de negocio, instalación, servicio y mantenimiento de las plantas eólicas. España representa en estos momentos el mayor mercado de la región mediterránea y ocupa el cuarto lugar del mundo en capacidad instalada.
Vestas fue fundada en Dinamarca en 1945, vendió su primer aerogenerador en 1979 y desde 1989 se dedica a la producción de aerogeneradores también conocidos como molinos eólicos o turbinas eólicas. En 2011 cuenta con más de 23.000 empleados, presencia en 11 países y más de 44.000 MW en funcionamiento. Vestas está dividida en distintas sub-empresas cada una con su propia personería jurídica. Una de estas es Vestas Blades dedicada exclusivamente a la fabricación de las gigantescas palas que miden desde 25 metros para el modelo V52 hasta 55 metros para el modelo V112 de 3MW (el número detrás de la V representa el diámetro de barrido al girar las palas). El V112 es todavía un prototipo y está instalado en tres sitios ubicados en Alemania, España y Dinamarca. Sus palas que miden 11 metros más que las del modelo anterior (V90) son un nuevo desafío tecnológico y por el momento se fabrican únicamente en la planta de Lem que visitamos a unos 100 kilómetros de Aarhus.
Las palas están diseñadas con el mismo principio que se aplica a las alas de un avión, pero en lugar de utilizar aluminio se utilizan materiales compuestos como en la náutica; fibra de carbono, fibra de vidrio y resina epoxi. El proceso de fabricación se divide en dos partes bien definidas. La creación del núcleo que le da rigidez a la estructura y la creación de los perfiles que le brindan sus cualidades aerodinámicas. El núcleo terminado es controlado milimétricamente por un sistema de ultrasonido similar al que se utiliza en hospitales. Una vez obtenidas las tres piezas (núcleo, parte inferior y parte superior), se juntan como un sándwich colocándolas en un horno.
Las palas son luego controladas de manera exhaustiva y no deben nunca tener una diferencia mayor a 5kg. Parece mucho, pero es una cantidad insignificante comparado con las 20 toneladas que pesa cada pala. El centro de gravedad se ajusta con pequeñas cantidades de plomo en caso de ser necesario. Puntos metálicos unidos con un grueso cable que viaja por el interior de la pala evitan su destrucción en caso de impacto por un rayo, fenómeno que ocurre seguido según la ubicación del parque eólico, me explicaron los ingenieros de Vestas.
La planta de Lem produce aproximadamente 300 palas por año. Si bien pudimos ver todo el proceso de fabricación, estaba estrictamente prohibido sacar fotografías dentro de la planta. Aparte de la fabricación, existe un gran desafío de logística al manejar piezas de semejantes dimensiones tanto dentro de la fábrica como para hacerlas llegar a su destino final. Por esta razón y también para minimizar la huella de carbono proveniente del transporte de semejantes piezas, la empresa intenta dentro de lo posible fabricar localmente. En la actualidad se producen palas en Dinamarca, Alemania, Italia, España y Estados Unidos.
A pocos kilómetros de Lem, en Ringkøbing se encuentra una de las sedes de Vestas Nacelles, otra de las empresas del grupo. Nacelle es lo que en español se llama góndola. Es el espacio cerrado que se encuentra arriba de la torre y que sostiene las palas. Dentro de ésta se encuentra el generador, el rotor, el sistema de pitch que regula el ángulo de incidencia de las palas y el de yaw que hace lo mismo con toda la góndola para que esté siempre enfrentada al viento aprovechando toda su energía. Atrás de la góndola se asoma el sistema de enfriamiento, que al igual que el radiador de un automóvil, permite que las piezas operen a una temperatura óptima.
Vestas es el único de los grandes fabricantes que actualmente sigue apostando la utilización de cajas de velocidades basadas en engranajes. Los demás fabricantes en general utilizan lo que se denomina "direct drive", sistema que transmite la rotación al generador de manera directa y luego se ‘dibuja’ la curva eléctrica a través de componentes electrónicos. Esta elección es controversial dado que los engranajes suelen ser piezas que sufren desgastes y por lo tanto aumenta la probabilidad de fallas. Ditlev Engel, CEO de Vestas nos comentó al respecto: "si bien también poseemos la tecnología de direct drive, elegimos utilizar engranajes dado que en nuestra experiencia los resultados de confiabilidad a través de los años han sido excelentes". Engel a su vez hizo hincapié en que algunos repuestos del sistema direct drive contienen metales más raros y prevé que serán cada vez más difíciles de conseguir.
Otras instalaciones que tuvimos la suerte de visitar son las que se utilizan para realizar controles de calidad a todas las piezas que constituyen un aerogenerador. Dado que la empresa ofrece una garantía de 20 años, necesita asegurarse que todas las piezas funcionen como mínimo durante ese tiempo. El generador se prueba con cargas de más del doble de su capacidad. Vi por ejemplo, un generador de 3MW funcionando a más de 6MW.
Las piezas más pequeñas se colocan en unas capsulas que las sacude violentamente con vibraciones y simultáneamente las hacen pasar por temperaturas de -100ºC a +300ºC. El objetivo es que la pieza falle y de esta manera estudiar la razón y mejorarla. Luego se exige nuevamente y de esta manera se van eliminando los puntos débiles. Como destacaban los ingenieros, es mucho más económico que la pieza falle en laboratorio que en un parque eólico en el medio del mar.
Otro aspecto que debe ser controlado es la emisión de ondas electromagnéticas. Dada la naturaleza del generador eléctrico y a la altura a la que se encuentra, es clave controlar la emisión de ondas para que no interfieran por ejemplo con las torres de telefonía celular. Para ello, también en Aarhus, la empresa posee una moderna jaula de Faraday para realizar distintas pruebas de equipos y asegurarse con anticipación que no va a ocurrir ningún tipo de interferencia.
Conocer tanto las fabricas de palas como de góndolas fue fascinante a nivel ingeniería pero no se compara con la emoción de subir los 100 metros dentro de la torre (intenté hacerlo por la escalera pero por falta de tiempo tuve que hacerlo por el ascensor). Una vez que se llega a la góndola, una última pequeña escalera permite salir por una compuerta como si fuese un submarino. Al asomarse, aparece el espectacular paisaje danés con el verde de sus cultivos orgánicos y parques eólicos en todas las direcciones. La sensación de vértigo es difícil de ignorar pero dos ganchos con cuerdas conectados al arnés permiten "pasearse" por la cima conectándolos a los distintos puntos de seguridad siempre asegurándose que en todo momento uno de los dos esté conectado. La semana que viene, veremos el papel fundamental que juega la tecnología informática para la energía eólica.
Los vehículos eléctricos con baterías de litio no emiten CO2 ni dañan el medio ambiente, siempre que la electricidad provenga de energías renovables, como la eólica, la energía solar fotovoltaica y la termosolar. Los aerogeneradores podrán suministrar la electricidad al vehículo eléctrico, que en un futuro servirán también para almacenar y regular la electricidad intermitente del sector eólico.
Rodrigo Herrera Vegas es co-fundador de sustentator.co
