Procedimiento para probar un álabe de rotor (13) de una central eólica (1),

que cuando funciona la central eólica (1) barre una superficie de recorrido del álabe del rotor, con las etapas

a) emisión de un rayo de luz dirigida (20) , en particular de un rayo de luz dirigida (20) que posee una densidad de potencia correspondiente al rayo de luz dirigida, en una dirección del rayo de luz dirigida sobre la superficie barrida por el álabe del rotor;

b) captación de una eventual reflexión del rayo de luz dirigida (20) en el punto de choque (16) contra el álabe del rotor mediante un equipo de detección,

c) inmediatamente tras la captación de la reflexión, emisión controlada eléctricamente de un rayo láser de medida (21) con una densidad de potencia en el rayo láser de medida superior a la densidad de potencia del rayo de luz dirigida, sobre el punto de choque (16), con lo que el álabe del rotor (13) se calienta en el punto de choque;

d) medición de la variación de la temperatura en el punto de choque (16) y

e) repetición de las etapas a) a d) para varios puntos de choque (16).

Procedimiento para probar un álabe de rotor de una central eólica y equipo de prueba La invención se refiere a un procedimiento para probar un álabe de rotor de una central eólica, que cuando funciona la central eólica barre una superficie de recorrido del álabe del rotor y un equipo de prueba para realizar el procedimiento. Según un segundo aspecto, se refiere la invención a un equipo de prueba para centrales eólicas.

Los álabes del rotor de centrales eólicas son componentes sometidos a fuertes cargas y debe comprobarse regularmente si existen faltas estructurales. Una tal prueba cuesta mucho tiempo y dinero cuando los álabes del rotor están montados en una central eólica, ya que los mismos son difícilmente accesibles. Esto es así en particular cuando se trata de centrales eólicas situadas en mar abierto.

El documento US 4, 854, 724 A da a conocer un procedimiento para realizar análisis no destructivos de cordones de soldadura y puntos de soldadura. Allí se utiliza un procedimiento termográfico, en el que se calienta el punto de soldadura o el cordón de soldadura a investigar y su entorno y se sigue la evolución de la temperatura y el comportamiento al enfriarse mediante una cámara termográfica. Un inconveniente es que el procedimiento no puede utilizarse cuando el objeto se mueve. Para probar así los álabes del rotor deberían por lo tanto detenerse las centrales eólicas.

El documento US 6, 419, 387 B1 da a conocer igualmente un procedimiento termográfico, en el que se calientan pequeñas partes de la superficie de una pieza que ha de probarse y a continuación se observa la evolución de la temperatura y el comportamiento al enfriarse. El documento US 6, 419, 387 B1 propone un procedimiento de retícula, con el que también pueden analizarse componentes de mayor superficie rápida y económicamente. Desgraciadamente tampoco es posible esto cuando funciona la central eólica. Lo mismo vale en relación con el documento WO 2006/074 938 A1, que igualmente da a conocer un procedimiento termográfico para analizar si existen daños estructurales en un componente. Tampoco puede realizarse este procedimiento durante el funcionamiento de una central eólica.

El documento WO 03/069324 A da a conocer un procedimiento con el que puede investigarse sobre una base termográfica si el adhesivo que al endurecerse se calienta existe en todos los puntos previstos. El procedimiento descrito en el documento WO 03/069324 A1 sirve exclusivamente para el control del proceso de producción y por lo tanto tampoco puede utilizarse cuando un álabe de rotor gira durante el funcionamiento de una central eólica.

La prueba de álabes de rotor con termografía se conoce además por el artículo "Thermographic inspection of rotor blades” (Inspección termográfica de alabes de rotor) de P. MEINL SCHMIDT y colab., E-Journal of nondestructiv testing and ultrasonics (diario electrónico de pruebas no destructivas y ultrasónicas) vol. 11, págs. 1-9 (2006) y “La termografía de flujo térmico descubre puntos de falta invisibles”, de N. BAUER y colab., Werkstattstechnik online (Técnica de fábrica online) 94 (2004) , núm. 3, págs. 469-479.

La invención tiene como tarea básica proporcionar un procedimiento para probar un álabe de rotor de una central eólica con el que puedan reducirse los inconvenientes del estado de la técnica. Además, debe proporcionarse un equipo de prueba con el que pueda realizarse el procedimiento.

La invención resuelve la tarea mediante un procedimiento con las siguientes etapas a) emisión de un rayo de luz dirigida, en particular de un rayo de luz dirigida que posee una densidad de potencia correspondiente al rayo de luz dirigida, en una dirección del rayo de luz dirigida sobre la superficie barrida por el álabe del rotor; b) captación de una eventual reflexión del rayo de luz dirigida en el punto de choque contra el álabe del rotor mediante un equipo de detección c) inmediatamente tras la captación de la reflexión, emisión controlada eléctricamente de un rayo láser de medida con una densidad de potencia en el rayo láser de medida superior a la densidad de potencia del rayo de luz

dirigida, sobre el punto de choque, con lo que el álabe del rotor se calienta en el punto de choque; d) medición de la variación de la temperatura en el punto de choque y e) repetición de las etapas a) a d) para varios puntos de choque.

Antes de la emisión de un rayo de luz dirigida en la etapa a) del procedimiento, se orienta la fuente de luz dirigida hacia la superficie barrida por el álabe del rotor. El rayo de luz dirigida emitido a continuación choca bien contra un álabe de rotor y se refleja al menos parcialmente y retrocede así o bien se introduce entre dos álabes de rotor. Para que el rayo de luz dirigida en el último caso citado no origine ningún daño en la continuación de su trayectoria, presenta el rayo de luz dirigida una densidad de potencia correspondiente al rayo de luz dirigida relativamente pequeña, de por ejemplo menos de 1 mW/mm2, preferiblemente inferior a 0, 1 mW/mm2.

La parte de la luz del rayo de luz dirigida reflejada tras la reflexión del rayo de luz dirigida sobre un álabe de rotor, se detecta en la etapa b) del procedimiento. Inmediatamente tras la captación de la luz del rayo de luz dirigida reflejada por el álabe del rotor, se emite el rayo láser de medida. Entre la captación de la luz reflejada por el rayo de luz dirigida y la emisión del rayo láser de medida, hay un espacio de tiempo ventajosamente inferior a 10 ms, de manera especialmente preferente inferior a 5 ms. Así queda asegurado que la prueba se realiza con la mayor rapidez posible. Además, mediante este pequeño intervalo de tiempo queda asegurado que el rayo láser dirigido y el rayo láser de medida chocan contra el álabe del rotor en el mismo lugar, aún cuando el álabe del rotor, incluso cuando la central eólica está detenida, puede realizar un pequeño movimiento, por ejemplo vibraciones, debido por ejemplo al viento.

El rayo láser de medida presenta una densidad de energía correspondiente al rayo láser de medida que es mayor que la densidad de energía del rayo de luz dirigida, y que por ejemplo es de más de 50 mW/mm2. Así queda asegurado que el rayo láser de medida choca contra el álabe del rotor que ha de probarse.

El rayo láser de medida choca contra el álabe del rotor a probar. Debido a ello se calienta el álabe del rotor en el punto de choque. Tras un cierto espacio de tiempo, de por ejemplo 10 segundos, se desconecta el rayo láser de medida. Con ello se detiene el calentamiento del álabe del rotor en el punto de choque. En la siguiente etapa del procedimiento se miden la distribución de la temperatura en la superficie del álabe del rotor en el punto de choque del rayo láser de medida y alrededor del mismo. Con posterioridad se describirán detalles sobre la medición y la evaluación de los datos obtenidos. Una vez que se ha medido la distribución de la temperatura, se repiten las etapas a) a d) del procedimiento en otro punto de choque del álabe del rotor. Así puede probarse el álabe del rotor en una amplia zona espacial.

Ventajosamente se mide una distribución espacial de la temperatura. Tras la desconexión del rayo láser de medida, se mide la distribución de la temperatura en la superficie del álabe del rotor, con resolución en cuanto a cada punto, en una zona cuyo diámetro por ejemplo corresponde a cinco veces el diámetro que tenía el rayo láser de medida en el punto de choque.

Ventajosamente se mide al menos también una distribución de la temperatura en el tiempo. En este caso se mide tras la desconexión del rayo láser de medida la distribución de la temperatura en la superficie del álabe del rotor que ha de probarse, con resolución en cuanto a cada punto, en distintos momentos.

Ventajosamente se descubren a partir de las distribuciones espaciales y/o temporales de las temperaturas faltas de homogeneidad y, cuando la falta de homogeneidad sobrepasa un valor de umbral predeterminado, se emite una señal. Tras la desconexión del rayo láser de medida, se evacúa la energía aportada a la superficie del álabe del rotor debida al rayo láser de medida hacia el material del álabe del rotor. Debido a ello desciende la temperatura en la superficie del álabe del rotor. La velocidad con la que se evacúa la energía térmica aportada por el rayo láser de medida, y con ello también la velocidad con la que desciende la temperatura en la superficie del álabe del rotor, depende de la conductividad térmica del material... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para probar un álabe de rotor (13) de una central eólica (1) , que cuando funciona la central eólica (1) barre una superficie de recorrido del álabe del rotor, con las etapas a) emisión de un rayo de luz dirigida (20) , en particular de un rayo de luz dirigida (20) que posee una densidad de potencia correspondiente al rayo de luz dirigida, en una dirección del rayo de luz dirigida sobre la superficie barrida por el álabe del rotor;

b) captación de una eventual reflexión del rayo de luz dirigida (20) en el punto de choque (16) contra el álabe del rotor mediante un equipo de detección, c) inmediatamente tras la captación de la reflexión, emisión controlada eléctricamente de un rayo láser de medida (21) con una densidad de potencia en el rayo láser de medida superior a la densidad de potencia del rayo de luz dirigida, sobre el punto de choque (16) , con lo que el álabe del rotor (13) se calienta en el punto de choque;

d) medición de la variación de la temperatura en el punto de choque (16) y e) repetición de las etapas a) a d) para varios puntos de choque (16) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se mide una distribución espacial de la temperatura.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se mide una distribución de la temperatura en al menos dos momentos distintos.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque la distribución de la temperatura se mide con una cámara térmica (15) .

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado por las etapas:

- detección de faltas de homogeneidad a partir de la distribución espacial y/o temporal de la temperatura y -emisión de una señal cuando se sobrepasa un valor de umbral predeterminado para al menos una de las faltas de homogeneidad.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por la etapa:

- tras la medición de la distribución de la temperatura, modificación de la dirección del rayo de luz dirigida.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se realiza mientras los álabes del rotor (13) están detenidos.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el rayo láser de medida (21) posee una longitud de onda que se encuentra más allá del espectro visible humano.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque

- el álabe del rotor (13) está fijado a un cubo (12) y el rayo de luz dirigida (20) se envía sobre puntos de choque

(16) situados a distintas distancias radiales del cubo (12) .

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el rayo láser de medida (21) y el rayo de luz dirigida (20) se envían en un ciclo común de rayos.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el rayo de luz dirigida (20) y el rayo láser de medida (21) se envían desde un equipo de medida (14) montado en una segunda central eólica (2) .

12. Equipo de prueba para centrales eólicas, con:

(a) una fuente de luz dirigida, que posee una densidad de potencia del haz de luz dirigida,

(b) un dispositivo de detección, configurado para detectar una eventual reflexión del rayo de luz dirigida (20) en un punto de choque (16) contra un álabe de rotor (13) de la central eólica (1) ,

(c) un láser de medida, que posee una densidad de potencia del láser de medida que es mayor que la densidad de potencia del rayo de luz dirigida y que está configurado para emitir un rayo láser de medida (21) en una dirección del rayo láser de medida,

(d) un equipo de medida de la temperatura para medir una distribución de la temperatura en el punto de choque 5 (16) , y (e) un sistema de control eléctrico, conectado con la fuente de luz dirigida, el dispositivo de captación, el láser de medida y el equipo de medida de la temperatura y que está equipado para realizar un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11.

13. Equipo de prueba según la reivindicación 12, caracterizado porque el rayo de luz dirigida (20) puede ajustarse accionado por motor en su dirección del rayo de luz dirigida y el láser de medida (21) puede ajustarse accionado por motor en su dirección del rayo láser de medida.

14. Parque eólico con al menos dos centrales eólicas (1, 2) , caracterizado porque sobre una de las centrales eólicas (2) está fijado un equipo de prueba (14) según la reivindicación 12, que está equipado para realizar un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11 en un álabe de rotor (13) de otra central eólica (1) .