Fibra de carbono en turbinas eólicas

Los diseñadores de los molinos de viento construidos hace cientos de años no tenían más opción que la utilización de madera. Las distintas piezas se fabricaban utilizando diferentes tipos de madera. Con madera se fabricaban desde los dientes de engranaje a los revestimientos. Las piezas duraban bastante, pero podían ser sustituidas cuando se deterioraban o dañaban. Los molinos como fuente de energía perdieron utilidad a finales del siglo XIX y comienzos del XX. Sin embargo, a finales del siglo XX los molinos fueron vistos de nuevo como fuentes de energías renovables. La gran ventaja de esta tecnología es que una vez instalado y en operación, genera energía de forma indefinida sin producir ningún tipo de contaminante ni gases de efecto invernaderos. La rentabilidad de estas instalaciones es muy elevada puesto que durante muchos años pueden estar produciendo energía sin que el ser humano prácticamente intervenga en absoluto. Las grandes multinacionales se dieron cuenta del negocio, un negocio que crece y crece conforme aumenta el precio del petróleo, y un buen número de compañías se embarcaron el diseño, construcción, instalación y mantenimiento de turbinas eólicas. En Dinamarca, por ejemplo, uno de los países pioneros en la utilización de la energía eólica, la compañía Vestas comenzó en 1979 a producir aerogeneradores, y desde 1987 centró todos sus esfuerzos en esta actividad. El boom de las renovables ha generado una riqueza inusitada en aquellas compañías que tuvieron la visión de apostar por estas innovadoras tecnologías. Comenzaron fabricando “molinillos” y ahora su plantilla supera ampliamente los 13.000 trabajadores. Esta es para nosotros la principal ventaja de las energías renovables frente a la energía nuclear: La implantación de energías renovables crea una enorme riqueza en diversos segmentos de la actividad productiva, mientras que el pastel nuclear es disfrutado en un foro extremadamente reducido. Por otra parte, un único generador de energía eólica, un simple molino, produce entre 850 kw y 3.000 Mw. Un solo generador tiene capacidad para producir suficiente energía para el abastecimiento de 1000 hogares. ¿Cómo es posible esto? ¿Cómo es posible que un simple generador tenga capacidad para producir tan enorme cantidad de energía? Entre los secretos del desarrollo de esta tecnología podemos mencionar especialmente los nuevos diseños de las aspas, y sobre todo el desarrollo de nuevos materiales. Los compuestos reforzados con fibra de vidrio son materiales elegidos por muchos fabricantes de turbinas, pero los compuestos reforzados con fibra de carbono ofrecen una relación rigidez/peso más alta. Esto permite que las aspas sean más ligeras y más rápidas, lo cual ayuda a mejorar el rendimiento de la turbina y reduce los costes asociados con el transporte y la instalación. Ya que la vida útil de un aspa es de al menos veinte años, el incremento en el coste que supone la introducción de fibra de carbono es compensado sobradamente. Utilizando fibra de carbono podremos ir hacia mayores longitudes. Otra de las innovaciones introducidas en los aerogeneradores, desarrollada también por Vestas, es la introducción del magnetismo para conseguir una mayor unión en las piezas internas. Esta estrategia consigue mejorar la resistencia a la fatiga en comparación con los métodos de fijación convencionales. Por último, mencionar una de las sorprendentes innovaciones que se están investigando en los aerogeneradores. El Dr. Jim Platts de la universidad de Cambridge está investigando con éxito las aplicaciones del bambú en la construcción de aspas de aerogeneradores. La gran ventaja de este material natural es su bajo coste en relación con materiales avanzados, y su capacidad para producir unos resultados aceptables en diversos segmentos de mercado.

Bibliografía: From Wood to carbón fibre and back,wind turbines turn full circle. Designengineer October 2007.Palabras clave: Carbon fibre composites