La Unión Europea quiere aumentar la capacidad de energía eólica producida en el mar hasta el año 2030 a como mínimo 60 gigavatios. Freudenberg Sealing Technologies (FST) ayuda, con soluciones de sellado para las estructuras de cimentación, a que las nuevas plantas eólicas tengan una vida útil de 30 años y más, a pesar de las severas condiciones marinas.
La máxima velocidad del viento medida hasta la fecha en el Mar del Norte alcanzó 191 kilómetros por hora. Si bien es verdad que las plantas eólicas construidas en el mar se desconectan a velocidades del viento sensiblemente menores. Sin embargo, las plantas tienen que resistir a toda costa las poderosas fuerzas de un huracán –durante toda la vida útil–. Aquí es esencial la cimentación con la que se anclan las torres en el fondo marino. Esto se efectúa en caso de baja profundidad del agua, como predomina en el Mar del Norte y el Mar Báltico, usando normalmente los denominados monopilotes. En este caso se trata de pilotes de acero que son clavados en el fondo marino y cuyo extremo superior se encuentra por encima de la superficie del agua. La torre, que incluso en una planta de 10 megavatios puede tener 150 metros de altura hasta el cubo del rotor, por lo general no se monta sobre los pilotes, sino que descansa sobre una pieza de transición –una brida–. La brida se sujeta por medio de varias docenas de pernos roscados, a los cuales, después del montaje de la torre, es imposible acceder para cualquier tipo de mantenimiento. Para evitar la corrosión de la unión atornillada, a pesar de las severas condiciones marinas, la unión tiene que ser protegida contra la entrada de humedad. Actualmente, en más de 800 plantas eólicas marinas, las juntas de FST se encargan de esta crucial tarea.
La función más importante de una junta tórica se encuentra en el extremo superior del pilote: la junta rodea la parte interior de la pieza de transición, la que sostiene la unión atornillada. Esta junta de brida, denominada también pieza de transición de monopilote (PT-MP), puede tener un diámetro en las instalaciones modernas de ocho a diez metros. Desde hace varios años, FST ofrece esta junta también en ejecución doble. La mayor ventaja de la construcción de dos filas radica sobre todo en la redundancia resultante, tal como explica el experto de Freudenberg Manuel Hille: “Si durante el transporte o el montaje se producen daños menores en una de las juntas, aún así el funcionamiento sigue estando asegurado. Además se pueden combinar de forma óptima distintos diseños y materiales”.
En la construcción tradicional existe un espacio entre el extremo final de la pieza de transición y el pilote. Una junta tórica, o dos, que llevan cámaras de aire y están configuradas como rompientes elásticos, cuidan que no se introduzca agua marina. Si el espacio se rellena con cemento, una junta tórica puede mantener el cemento en la posición deseada durante la solidificación, para de este modo proteger contra la eventual acción del agua marina. Usando una junta de fabricación especial, adicionalmente es posible proteger las plataformas de mantenimiento contra la entrada de gas. Estas plataformas a menudo se encuentran sobre la superficie del agua, en el interior del monopilote. Tales gases se forman eventualmente en el pilote debido a procesos biológicos del agua marina.
Diseñados para una larga vida
Las expectativas de vida útil para los componentes de las plantas eólicas marinas se han elevado notablemente en los últimos años. Mientras al principio 25 años eran aceptables, ahora se conciben para una vida de hasta 35 años. Un periodo de servicio tan largo no puede asegurarse únicamente por medio de la realización de pruebas en bancos de ensayo. Por ello, Freudenberg extrapola los resultados de pruebas de resistencia intensas, que son ejecutadas durante seis semanas con ayuda de un algoritmo adaptado de Arrhenius. Los expertos de Freudenberg han desarrollado sistemáticamente en los últimos años el procedimiento que debe su nombre al químico sueco y ganador del premio Nobel Svante August Arrhenius. De esta manera han mejorado considerablemente el modelo de vida útil acoplando los efectos químicos y físicos al comportamiento mecánico estructural del material.
“El 80 por ciento de todos los parques eólicos marinos proyectados se basan en la técnica de monopilotes”, calcula Marcel Schreiner, responsable para FST de Venta en el sector energético. “Para nosotros, éste es un mercado en expansión importante”. En opinión de los expertos, también la tendencia a instalaciones cada vez más grandes –para el año 2030 se habla de potencias nominales de 20 megavatios– hace pensar en que se debe prestar especial atención a la vida útil al elegir los componentes.
