Las torres eólicas precisan una renovación de materiales que favorezcan su resistencia y mayor altura. :: INNOVA

El impulso y generalización de la energía eólica como fuente de energía con gran peso en el mix energético (en España su producción ha llegado a superar la de la nuclear recientemente), no sólo supone abrir líneas de negocio en el sector energético, sino también en otros muchos ámbitos en los que, además, es imprescindible impulsar nuevos proyectos de investigación.

En Cantabria, el consorcio de empresas Desarrollos Eólicos Cántabros (DEC), integrado por el Grupo Emilio Bolado junto con importantes empresas del sector energético, industrial, del prefabricado y del transporte, nacionales y regionales, ha profundizado en esas oportunidades para llevar a cabo un proyecto de desarrollo tecnológico, que supondrá una inversión cercana a los 8 millones de euros, cuyo objetivo es producir torres eólicas híbridas, de hormigón y metálicas, para aerogeneradores de gran altura destinados tanto a parques en tierra u offshore.

Su proyecto, enmarcado en el concurso eólico convocado en junio de este año, engloba un plan de actuación de I+D+i en materia de desarrollo tecnológico en energías renovables y protección ambiental, con asentamiento en Cantabria.

Aprobado por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial del Ministerio de Ciencia e Innovación, esta iniciativa de Desarrollos Eólicos Cántabros supone una apuesta pionera en un ámbito de gran proyección como es la investigación en una nueva generación de torres eólicas, a través del estudio de nuevos materiales, diseños, componentes, procesos productivos, elementos auxiliares de transportes y nuevos equipos de elevación y montaje.

El objetivo es lograr producir torres eólicas híbridas de altura superior a los 80-100 metros con ahorros significativos en todos los factores productivos y con mejoras medioambientales significativas.

El resultado del proyecto serán prototipos sobre los que se realizarán las primeras pruebas de funcionamiento con el fin de analizar el cumplimiento de los objetivos planteados y las mejoras respecto a los productos existentes actualmente en el mercado.

Desarrollo del proyecto

En la implantación del proyecto se incluye el desarrollo de materiales que aseguren una mayor durabilidad de las estructuras y mejores características técnicas que los convencionales.

Además, se prevé optimizar el diseño de torres eólicas mixtas (construidas en hormigón y acero) de alturas superiores a los 80-100 metros y capaces de soportar aerogeneradores de gran potencia. Se introducirán nuevas geometrías que permitan mejorar el comportamiento estructural y conseguir ahorros constructivos superiores al 20% respecto a las construcciones actuales.

Las torres fabricadas con hormigón, aún en experimentación, se plantean ya como una opción óptima para aerogeneradores de nueva generación, que precisan de alturas de rotor mayores. Sus ventajas son, entre otras, la libertad de geometría, optimización estructural, control de su frecuencia natural y respuesta dinámica.

Estas nuevas torres implican también reducir al mínimo la necesidad de mantenimiento, en contraste con las torres convencionales, puesto que presentan una mayor tolerancia ante daños, resistencia al fuego, mayor durabilidad del hormigón, en particular en ambientes marinos , lo que abre un gran campo de aplicación, ante las grandes expectativas de implantación de energía eólica offshore o marina.

El uso del hormigón prefabricado en los fustes de las torres permite también la industrialización de la fabricación y rapidez de construcción, mediante tecnologías sencillas y materiales abundantes. Facilita, asimismo, el transporte por carretera de las piezas, grandes pero de reducida altura, sobre plataformas convencionales.

Soluciones integrales

El consorcio Desarrollos Eólicos Cántabros también quiere resolver las complicaciones que genera la operación de montaje de las turbinas eólicas, proponiendo la creación de un novedoso sistema de construcción consistente en una grúa soportada por la propia torre de hormigón.

La maquinaria elevará, de esta forma, los distintos módulos que forman cada anillo de la torre y los colocará en la posición de ensamblaje.

El novedoso diseño de esta grúa de montaje permite elevar el resto de componentes que forman el generador eólico sin necesidad de utilizar las grúas oruga de grandes dimensiones que se emplean en la actualidad.

Esta nueva concepción de grúa autosoportada elimina los costos y tiempos de construcción y desmantelamiento de las convencionales en la operación de montaje de la torre.

Con estas iniciativas, Desarrollos Eólicos Cántabros presenta nuevos proyectos de I+D+i ligados al desarrollo de la energía eólica y con los que se trata de abrir nuevas expectativas para la industria de Cantabria, vinculadas a un sector de gran proyección como son las energías renovables.

Proyectos de este tipo se enmarcan en una tendencia existente en todo el mundo en la que se apuesta por una economía sostenible. Se apuesta por generar crecimiento sobre bases de desarrollo más respetuosas y que tratan de producir menos emisiones perjudiciales para el medio ambiente.

La energía eólica ha sufrido un espectacular desarrollo tecnológico en las últimas décadas. Actualmente, el mercado está monopolizado por grandes empresas que han optimizado la construcción de torres eólicas de acero.

El uso generalizado de este material y el empleo de la geometría troncocónica aportan una serie de ventajas, como son la sencillez y la rapidez en la construcción y la reducción de costes. Sin embargo, los retos futuros en el desarrollo de la energía eólica implican la construcción de aerogeneradores, cada vez, de mayor potencia, siendo necesario, para ello, aumentar la altura de las torres y reducir el número. Con la vista puesta en ese objetivo, la construcción de torres eólicas ha experimentado una evolución continua desde sus orígenes. En función del tamaño de las mismas, se han utilizado diferentes formas y materiales para lograr minimizar costes y aumentar la resistencia. Sin embargo, el empleo de hormigón armando para la fabricación de torres eólicas está todavía en una fase experimental.

Actualmente, los aerogeneradores más avanzadas, que emplean acero, alcanzan una potencia máxima de 3 MW y su altura máxima, debido a que se han alcanzado los límites estructurales y económicos del acero, está limitada a alturas inferiores a los 80 metros.

La utilización de materiales alternativos al acero con los que eliminar limitaciones del acero como su elevada flexibilidad, permitirá producir turbinas eólicas con mayor altura, sin riesgos para la estabilidad de las torres.

Unos aerogeneradores más altos, con los que se aumenta el área de barrido del rotor, suponen mayor potencia de producción, esto es, consiguen generar más electricidad a un coste menor.

Por eso, y pese a encontrarse en fase experimental, el uso de materiales como el hormigón para la producción de turbinas eólicas es uno de los principales retos que plantea la industria eólica y para el que Desarrollos Eólicos Cántabros ha recogido el testigo.

Para ello, fomentará la investigación sobre el desarrollo de componentes: uniones, piezas especiales, anclajes, moldes para la construcción de prefabricados o grúas de montaje.

Gran proyección

La iniciativa de Desarrollos Eólicos Cántabros pretende profundizar en un campo de gran proyección, dado que la energía eólica está en fase de gran expansión, no sólo en España, sino en todo el mundo. La generación de respuestas a los retos a los que se enfrenta esa tecnología renovable, hacia la que todos los expertos en cambio climático han orientado sus miras.

El que en Cantabria se desarrollen iniciativas de investigación que generen alternativas sólidas a los problemas de resistencia que presentan las turbinas eólicas, abre grandes posibilidades de negocio en sectores industriales y de construcción.

Desarrollos Eólicos Cántabros apuesta por esa diversificación y por la generación de un nuevo modelo de desarrollo en el que la sostenibilidad y los procesos productivos más eficientes son seña de identidad.

Cantabria, a través de la iniciativa de DEC, podría llegar a producir y exportar una nueva generación de torres eólicas, que resolverían los problemas de las actuales y que son más versátiles y adaptables a terrenos más inaccesibles.