¿Cuánto tiempo dura un aerogenerador?
El viento es infinito, pero la vida útil de un aerogenerador, también conocido como turbina de viento, es algo limitada. Los materiales con los que se fabrican no duran eternamente, y en algún momento tendrán que ser sustituidos. Pero, ¿cuánto duran realmente las turbinas de viento? A medida que la primera oleada de aerogeneradores ha sido retirada de circulación, la pregunta adquiere mayor relevancia. La energía eólica se ha disparado en los últimos diez años, y aunque los aerogeneradores parezcan un elemento permanente en el paisaje, en algún momento tendrán que ser desmontados.
Comunidades enteras han pasado a depender del viento para sus necesidades energéticas, por lo que es importante saber cuánto tiempo seguirán siendo fuentes de energía alternativas fiables. Aunque conocemos la vida útil de otras energías renovables, como los paneles solares, la cuestión de cuánto tiempo seguirá funcionando un aerogenerador es algo que aún no se ha resuelto del todo.
Vida útil de un aerogenerador
Los aerogeneradores están pensados para durar entre 20 y 30 años. En sus pocas décadas de funcionamiento, un aerogenerador necesitará la sustitución de algunas de sus piezas, concretamente la caja de engranajes y las palas. Cualquier objeto con piezas móviles sufrirá cierto desgaste. La caja de engranajes es la que más mantenimiento requiere y habrá que sustituirla al cabo de unos diez años. Los rodamientos de la caja de engranajes son especialmente propensos a sufrir daños. Como siempre están en movimiento, a veces a gran velocidad, tienden a desgastarse con frecuencia.
Las palas de un aerogenerador también pueden necesitar ser sustituidas. Las palas pueden desprenderse, agrietarse o erosionarse en el borde delantero. La velocidad de las palas suele superar los 160 km/h en la punta, por lo que los objetos cotidianos transportados por el aire, como el polvo, la suciedad y los insectos, tienen un efecto agravante en la superficie de las palas con el paso del tiempo. La opción menos costosa es reparar la pala, pero si el daño es lo suficientemente grave, hay que sustituirla.
Todo esto influye en la vida útil de un aerogenerador. Si las turbinas reciben un mantenimiento adecuado y se les sustituyen las piezas de vez en cuando, pueden durar entre 25 y 30 años. Los parques eólicos en entornos complicados, como los situados en el mar, son de sustitución mucho más costosa (debido a su geografía).
Amenazas para los aerogeneradores
Los aerogeneradores aprovechan la energía del viento, lo cual es agradable cuando hay brisa, pero las tormentas fuertes pueden suponer un peligro para la infraestructura de energía eólica. Por suerte, los aerogeneradores están equipados para hacer frente a la ira de los vientos fuertes. Para la mayoría de las turbinas, 88 kilómetros por hora es el límite, a partir del cual entran en una especie de “modo de supervivencia”. Cuando el anemómetro detecta altas velocidades de viento, el rotor se apaga para evitar daños en las palas y la caja de engranajes.
Las palas se protegen aún más al plegarse, o aplanarse, para reducir la superficie de cara a los vientos fuertes. El sistema de guiñada se mantiene activado para que la turbina siga orientada en la dirección del viento. Permanece en modo de descanso hasta que pasa la tormenta, cuando la turbina vuelve a funcionar normalmente.
Las tormentas intensas también traen consigo rayos. Los aerogeneradores alcanzados por un rayo pueden sufrir graves daños. El revestimiento exterior de un aerogenerador y los materiales utilizados para fabricar las palas ofrecen cierta resistencia a los rayos, pero los impactos repetidos pueden provocar microfracturas. El granizo también puede ser un problema. Los gránulos de hielo sobre la turbina durante un periodo prolongado pueden causar daños.
Las microfracturas causan problemas estructurales cuando pasan desapercibidas durante mucho tiempo. El desgaste constante hace que se expandan. El agua y la humedad se introducen en las grietas, causando una serie de problemas. El exceso de humedad puede acelerar la degradación de los materiales. Y lo que es peor, el agua puede congelarse cuando hace frío, lo que hace que las microfracturas se expandan aún más y que toda la estructura corra el riesgo derrumbarse.
El fuego es una amenaza que a menudo se pasa por alto en los aerogeneradores. Las piezas del interior de la góndola pueden alcanzar altas temperaturas, y los cortocircuitos en los componentes electrónicos pueden crear chispas que pueden hacer que la maquinaria de la góndola estalle en llamas. Aunque la probabilidad de que un aerogenerador estalle en llamas es bastante baja, la posibilidad sigue siendo muy real si la turbina no recibe un mantenimiento adecuado.
Estudio de los daños
Los aerogeneradores son un proyecto costoso. Aunque los gastos de funcionamiento y mantenimiento son los más baratos, pueden acumularse rápidamente. Afortunadamente, los aerogeneradores suelen compensar su coste mucho antes de llegar al final de su vida útil.
A menudo, los daños en la maquinaria interna, como la caja de engranajes y el generador, no son visibles de inmediato, por lo que los ingenieros suelen dedicar un tiempo y una energía valiosos a evaluar los posibles problemas. En consecuencia, se han desarrollado varios métodos para diagnosticar problemas estructurales y mecánicos en el interior de los aerogeneradores. Los mecánicos e ingenieros disponen de varias herramientas para detectar posibles problemas. En el caso de la caja de engranajes, los trabajadores pueden utilizar inspecciones visuales, estetoscopios, videoendoscopios o análisis vibratorios para encontrar fallos mecánicos.
Cuando las aspas están dañadas, esto suele ser visible. Pero las microfracturas y los puntos débiles internos pueden pasar desapercibidos. En estos casos, los ingenieros pueden utilizar ultrasonidos o imágenes térmicas para examinar la estructura interna de las palas. También pueden emplear técnicas de cizallamiento digital con láser para escanear la superficie de la pala en busca de grietas.
Fallos catastróficos
El peor escenario para un aerogenerador es un fallo completo de la estructura. Los aerogeneradores pueden fallar por varias razones. Las condiciones meteorológicas extremas pueden llevar las turbinas a su límite. Los fallos mecánicos pueden provocar incendios o hacer que el rotor gire sin control. La instalación incorrecta de los aerogeneradores ha hecho que se desprendan de sus cimientos. Aunque no ocurre a menudo, los expertos en energía eólica han visto su cuota de fallos. Los aerogeneradores están constantemente sometidos a una gran tensión, por lo que un mal mantenimiento o una mala ingeniería pueden acabar pasando factura y, en algunos casos, se pierde algo más que la turbina.
En el año 2019, un aerogenerador en el estado de Washington se incendió. El generador se calentó demasiado y provocó que la góndola estallara en llamas. Al principio, el fuego se contuvo en la parte superior de la turbina, pero cuando algunas partes de la turbina empezaron a derretirse, los trozos en llamas cayeron al suelo y prendieron la hierba. Esto inició un incendio forestal, que se vio agravado por las condiciones de sequedad y los fuertes vientos. Se quemaron más de 120 hectáreas. Por suerte, nadie resultó herido.
Por desgracia, a veces se pierden vidas. Una turbina eólica que se incendió en los Países Bajos mató a dos trabajadores cuando explotó en llamas durante el mantenimiento rutinario. Como la turbina era tan alta, los bomberos no pudieron llegar a la góndola y salvar a los trabajadores. Una de las averías más dramáticas tuvo lugar en Hornslet (Dinamarca) en el 2008. Una combinación de fuertes vientos y un fallo en los frenos de velocidad hizo que los rotores giraran sin control. Cuando los ingenieros vieron que la catástrofe era inminente, evacuaron la turbina y establecieron un enorme perímetro. Cuando los vientos arreciaron, el rotor empezó a girar a velocidades de vértigo hasta que la turbina explotó, destruyendo la estructura y haciendo volar los escombros. El incidente de Hornslet es uno de los únicos fallos estructurales completos captados en video.
Desechos de la energía eólica
Cuando un aerogenerador llega al final de su vida útil, es retirado. En la actualidad, la primera oleada de aerogeneradores instalados en la década de los 90 está cerca del final de su vida útil. Mientras se reemplazan por turbinas más grandes y eficientes, las empresas eólicas tienen ahora otra pregunta que responder: ¿qué vamos a hacer con todos los viejos aerogeneradores?
Algunas partes de un aerogenerador son reciclables. La torre y el buje son de acero, por lo que pueden fundirse y reutilizarse. Los componentes de la caja de engranajes y el generador también pueden desecharse y reutilizarse. El verdadero problema son las palas. Las palas de un aerogenerador están hechas de un material compuesto de fibra de vidrio y resina plástica. No son fáciles de descomponer y reciclar. Esto ha creado un enorme problema de residuos en la industria eólica.
Como la energía eólica es todavía una novedad, no hay forma de reciclar o reutilizar las palas de las turbinas. No caben en los vertederos y son demasiado grandes incluso para las mayores compactadoras industriales. Por ahora, las palas viejas se almacenan en “cementerios” de aerogeneradores en el Medio Oeste. En Europa, algunas empresas creativas han recurrido a reutilizarlas como parques infantiles, puentes, bancos o arte público. Pero hasta que se encuentre una solución concreta, los cementerios de aerogeneradores seguirán creciendo.
Conclusión
La energía eólica se está convirtiendo en una parte importante de la cartera energética mundial, y aunque las turbinas parecen ser estructuras monolíticas y eternas, con el tiempo tendrán que ser reemplazadas. Después de 20 o 30 años, los aerogeneradores se convierten en un lastre.
Las turbinas construidas en la década de 1990 acaban de ser desmanteladas, y los expertos de la industria eólica están aprendiendo a protegerse mejor contra los problemas mecánicos y los fallos estructurales para ayudar a aumentar la vida útil de las turbinas. El problema de la eliminación de las palas de las turbinas se está convirtiendo en una preocupación creciente, ya que los vertederos no son lo suficientemente grandes para soportar la carga. Con el crecimiento de la energía eólica a un ritmo cada vez mayor, ahora es el momento de planificar la próxima generación de aerogeneradores que deberán ser desmantelados.
Preguntas frecuentes
¿Cuánto duran los aerogeneradores?
Si reciben un buen mantenimiento, los aerogeneradores pueden durar entre 20 y 30 años. La caja de engranajes y las palas pueden tener que ser sustituidas mucho antes, normalmente en 10 años.
¿Qué puede dañar los aerogeneradores?
Los aerogeneradores se dañan con mayor frecuencia debido a los riesgos ambientales. Las tormentas traen fuertes vientos, rayos y granizo, los cuales pueden dañar gravemente una turbina. Algunos entornos arrastran mucho polvo y suciedad, que provocan la erosión de las palas. Los aerogeneradores en alta mar son susceptibles de sufrir daños por el salitre y las grandes olas.
¿Qué ocurre con un aerogenerador cuando se desmantela?
Los aerogeneradores desmantelados se desmontan de sus cimientos y se desarman. La mayor parte de la turbina se recicla, incluyendo la torre, el buje del rotor, la caja de engranajes, el generador y la góndola. Las palas no se pueden reciclar, y su eliminación se está convirtiendo en un problema creciente.
¿Qué ocurre cuando un aerogenerador colapsa?
Los aerogeneradores pueden derrumbarse por varias razones. Los fallos mecánicos y de ingeniería, las fuertes tormentas y los incendios pueden provocar el colapso de los aerogeneradores.