Mikel Abasolo, investigador de la UPV/EHU, ha construido un modelo de simulación simplificado para aerogeneradores. Basta con introducir las características de la torre y sus elementos para, en pocos segundos, predecir la carga que hay que dar a cada uno de los tornillos, lo que supone grandes ventajas en cuanto al proceso de construcción y el mantenimiento. Y es que, en instalaciones de tal envergadura, lo habitual es tener que ajustar los tornillos una y otra vez, hasta adecuar la carga de manera equilibrada. Con este modelo, en cambio, estos datos pueden conocerse antes de empezar a construir. Abasolo ha llevado a cabo este trabajo en el grupo ADM (Análisis y Diseño Mecánico) de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao, en la línea correspondiente a las energías renovables. A raíz de ello, ha defendido una tesis titulada Metamodelo para la simulación y optimización de secuencias de atornillado en uniones de torres de aerogenerador.

Debido a su gran altura, las torres de los aerogeneradores se construyen en dos o tres piezas, que se atornillan posteriormente. Sin embargo, unir elementos de tales dimensiones y tal cantidad de tornillos es muy complejo. "El objetivo es que todos los tornillos tengan la misma carga, para que todos trabajen igual. Pero en la práctica, conseguir esa uniformidad no es nada fácil. En una secuencia de ajuste, cuando se aprieta un tornillo los anteriores pierden parte de su carga", explica Abasolo. Por lo tanto, si en una secuencia se les aplica a todos los tornillos, uno por uno, una carga de 100 puntos (por ejemplo), al finalizar la secuencia habrá variado la carga de la mayoría de los tornillos, porque, precisamente, al ajustar cada uno de ellos los anteriores pierden carga. Según el investigador, solo unos pocos tornillos continuarán teniendo 100 puntos, mientras que el resto estará por debajo: "Entonces, ¿cómo se hace para que todos los tornillos permanezcan en los 100 puntos? Se ajustan todas las veces que haga falta (normalmente, entre tres y cuatro), hasta obtener una carga uniforme de 100 puntos sobre todos. Por supuesto, esto supone una pérdida de tiempo y de dinero".

Una carga exacta para cada tornillo

Esta es la razón por la que este modelo simplificado resulta tan valioso, porque predice qué carga hay que dar a cada tornillo en el momento de montar la instalación para que al final del proceso termine siendo uniforme. Se introducen en el modelo datos como la geometría de los tubos, el diámetro exterior e interior, la métrica y resistencia de los tornillos o la carga final que se quiere obtener; con esto basta para que, al cabo de unos segundos, obtengamos el resultado deseado. "La carga que hay que otorgar a cada tornillo será mayor que la que se quiere obtener al final, porque en la secuencia hay pérdidas. Si se quiere conseguir una carga final de 100, a algunos habrá que darles 110, a otros 120… El modelo nos dice qué carga exacta debe soportar cada tornillo. De esta manera, conseguiremos dicha carga final en una sola vuelta, o, como mucho, en dos", afirma Abasolo.

Este modelo también es aplicable a tareas de mantenimiento. Con el tiempo, los tornillos de las torres de los aerogeneradores se aflojan, y, al igual que al construirlas, hay que reajustarlas una y otra vez hasta que la carga vuelva a ser uniforme, proceso en el que también se pierde mucho tiempo y dinero.

Tal y como explica Abasolo, este modelo simplificado es totalmente pionero, ya que hasta ahora no se había hecho nada parecido en aerogeneradores: "Se han hecho cosas del estilo para tuberías a presión, pero no había nada en cuanto a juntas de aerogeneradores. Para ello, nos hemos servido de una metodología nunca antes utilizada en esta materia". El modelo ha dado buenos resultados en ciertas simulaciones que han llevado a cabo sobre programas comerciales, y por lo tanto, se ha comprobado que es útil. Este investigador cree que, en un futuro, podría tener aplicaciones de cara al mercado.

Sobre el autor

Mikel Abasolo Bilbao (Bilbao, 1982) es ingeniero industrial. Ha realizado su investigación bajo la dirección del profesor titular Josu Aguirrebeitia Celaya y del catedrático Rafael Avilés González, ambos pertenecientes al Departamento de Ingeniería Mecánica de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao. Es ahí donde Abasolo ha defendido y realizado su tesis, en el grupo de investigación de Análisis y Diseño Mecánico (ADM) de la UPV/EHU. En la actualidad, ejerce de profesor en la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Bilbao, y de investigador, en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería.