NREL prueba robots en la fabricación de palas eólicas

Investigadores del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) del Departamento de Energía de EEUU han conseguido aprovechar la asistencia robótica en la fabricación de palas de aerogeneradores, lo que permite eliminar las difíciles condiciones de trabajo para los humanos y mejorar la consistencia del producto.

Aunque la industria de la energía eólica ha utilizado robots para pintar y pulir las palas, la automatización no se ha adoptado de forma generalizada. Las investigaciones del laboratorio demuestran la capacidad de un robot para recortar, esmerilar y lijar palas. Estos pasos son necesarios después de fabricar las dos caras de la pala con un molde y pegarlas.

"Yo lo consideraría un éxito", afirma Hunter Huth, ingeniero de robótica del NREL y autor principal de un artículo recién publicado en el que se detalla el trabajo. "No todo funcionó tan bien como queríamos, pero aprendimos todas las lecciones que creemos necesarias para que cumpla o supere nuestras expectativas".

Las operaciones posteriores al moldeo para fabricar palas de aerogeneradores exigen que los trabajadores se suban a andamios y lleven trajes de protección, incluido equipo respiratorio. La automatización, señalan los investigadores, aumentará la seguridad y el bienestar de los empleados y ayudará a los fabricantes a conservar la mano de obra cualificada.

Daniel Laird, director del Centro Nacional de Tecnología Eólica del NREL, afirma: "Este trabajo es fundamental para que el mercado nacional de aerogeneradores pueda fabricar palas en Estados Unidos. "Aunque no resulte obvio, la automatización de parte de la mano de obra en la fabricación de palas puede generar más puestos de trabajo en Estados Unidos porque mejora la economía de las palas nacionales frente a las importadas".

"El motivo de esta investigación era desarrollar métodos de automatización que pudieran utilizarse para que las palas de fabricación nacional fueran competitivas en costes a nivel mundial", explicó Huth. "Actualmente no se fabrican palas offshore en EE.UU. debido a las elevadas tasas de mano de obra. El proceso de acabado requiere mucha mano de obra y tiene un alto índice de rotación debido a la dureza del trabajo. Automatizando el proceso de acabado, la fabricación nacional de palas offshore puede ser más viable económicamente".

La investigación se llevó a cabo en las instalaciones Composites Manufacturing Education and Technology (CoMET) del Campus Flatirons del NREL. El robot trabajó en un segmento de pala de 5 metros de longitud. Las palas de los aerogeneradores son bastante más largas, pero como se doblan y desvían por su propio peso, habría que programar un robot para que trabajara en las palas más grandes sección por sección.

Los investigadores utilizaron una serie de escáneres para crear una representación tridimensional de la posición de la pala e identificar con precisión las secciones delantera y trasera del perfil aerodinámico, una forma especial de la pala que ayuda a que el aire fluya suavemente sobre ella. A partir de ahí, el equipo programó el robot para que realizara una serie de tareas, tras las cuales se juzgó su precisión y velocidad. Los investigadores encontraron áreas de mejora, sobre todo en lo que se refiere al afilado. El robot afilaba demasiado en algunas partes de la hoja y no lo suficiente en otras.

"A medida que avanzábamos en la investigación, íbamos cambiando los objetivos de lo que este sistema debe hacer para ser eficaz", explica Huth.

El robot no se comparó con la forma en que un humano realizaría las mismas funciones.

Según Huth, un sistema automatizado proporcionaría una uniformidad en la fabricación de cuchillas que no es posible cuando son los humanos los que hacen todo el trabajo. También dijo que un robot sería capaz de utilizar "abrasivos más duros y agresivos" que los que podría tolerar un humano.