Medición estructural con galgas extensométricas ópticas

Los sistemas Condition Monitoring (CMS) están diseñados para garantizar la eficiencia a largo plazo de los parques eólicos. En el futuro, también se encargarán de monitorizar componentes importantes, como las palas de rotor, las torres o la cimentación. En este tipo de aplicación, existe un interés creciente por la tecnología de sensores ópticos, como alternativa a la tecnología eléctrica.

Desde hace mucho tiempo se dedican considerables esfuerzos de I+D a la monitorización estructural y del estado de construcciones tales como puentes y edificios. HBM es un especialista en el análisis experimental de tensiones desde hace más de 6 décadas y ofrece soluciones perfectamente adaptadas en toda la cadena de medida. Incluso ha publicado numerosos resultados de ensayos en este campo. [1], [2], [3]

CMS para mantenimiento predictivo

La finalidad de los sistemas de monitorización del estado de los parques eólicos consiste en garantizar la eficiencia a largo plazo de la instalación. También hacen posible que los operadores de los parques practiquen un mantenimiento predictivo "a prueba de fallos", que se basa fundamentalmente en el historial de carga real de la instalación. Desde 2005, este tipo de CMS es obligatorio en los parques eólicos offshore, de acuerdo con la directiva para la certificación de parques eólicos offshore de Germanischer Lloyd [4], aunque inicialmente solo se requiere para la cadena cinemática. Los organismos certificadores (como, por ejemplo, DNV GL Renewables Certification) y otros grupos de expertos relevantes esperan ampliar los CMS a la monitorización de otros componentes importantes de los parques eólicos en el futuro; por ejemplo, las palas de los rotores, las torres y la cimentación. [5]; [6]

En esta aplicación, la tecnología de sensores ópticos se perfila como una alternativa a las instalaciones eléctricas. La tecnología de sensores ópticos ofrece numerosas ventajas, que ya han despertado un considerable interés:

  • La alta estabilidad de los sensores de fibra óptica a las cargas alternas se traduce en una larga vida de servicio (factor relevante: tensiones elevadas). [7]
  • No se ven afectados por los rayos, lo que elimina el peligro de destrucción de la tecnología de medición y la electrónica.
  • Perfecta compatibilidad electromagnética (no hay interferencia con señales electromagnéticas o bucles de corriente, etc.).
  • Las ventajas del cable de fibra óptica en comparación con los de cobre redundan en costes inferiores y menor gasto en materiales, con una reducción sensible del peso.

Referencias:

[1] Henke, V. "Monitoring the Reichenbach and Albrechtsgraben viaducts"; RAM; Reports in applied measurement, No. 1/2007; páginas 10-20, Darmstadt, 2007

[2] Liebig, J. P.; Menze, O.: "Keeping an eye on the effects of heavy goods traffic: long-term monitoring of a prestressed concrete bridge," Nota de aplicación de 10/2009, Darmstadt, 2009

[3] Gommola, G.; "Are our bridges safe? bridge monitoring with measurement technology from HBM," pp. 22-23; Revista de clientes "hotline" de HBM, nº 1/2012

[4] Germanischer Lloyd: Guideline for the Certification of Offshore Wind Turbines, 2005

[5] Steingröver, K.; et al. "Condition Monitoring Systems for Wind Turbines: Current status and outlook on future developments from the perspective of certification"; informe de VDI sobre "Vibraciones en aerogeneradores", Bremen, 2010

[6] Steingröver, K.; et al. "CMS für Windenergieanlagen aus Sicht der Zertifizierer" [CMS para sistemas eólicos desde el punto de vista del certificador] "ECONOMIC ENGINEERING" Journal, issue 5/2012, Göller Publishing house, Baden-Baden

[7] Frieling, G.; Walther, F.: Tensile and fatigue properties of Fiber-Bragg-Grating (FBG) Sensors. En: Sensors & Transducers Journal 154 (2013), No. 7, p. 143-148

[8] Zerbst, S.; Knops, M.; Haase, K.-H.; Rolfes, R.: "Schadensfrüherkennung an Rotorblättern von Windkraftanlagen" [Detección temprana de daños en palas de rotores de parques eólicos], Lightweight Design issue 2010-04, Vieweg +Teubner, Wiesbaden

[9] Haase, K.-H.: Underwater application of strain gauges, UK Environmental, 2004.

[10] HBM [online]. www.hbm.com, 2014. OptiMet by HBM

(jv)

* Dr. Karl-Heinz Haase, Product and Application Manager Optical Technology & Asset Monitoring; Dr. André Schäfer, Product and Application Manager Calibration/Wind Energy; Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH

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