Eólica. I+D | Wind Power. R&D FuturEnergy | Junio June 2016 www.futurenergyweb.es 94 frecuencia de ocurrencia, como en la velocidad de erosión de los bordes delanteros, produciéndose un efecto muy significativo antes de transcurrir los 2 primeros años de funcionamiento en palas instaladas en el mar o 5 años en el caso aplicaciones en tierra. Para proteger las palas de aerogeneradores frente a la erosión, éstas son tratadas mediante la aplicación de varias capas protectoras de productos específicos y pinturas especialmente resistentes a este tipo de agresiones. De especial importancia resulta la protección del borde de ataque, parte de la pala, que por ser la primera que entra en contacto con el viento, sufre un mayor desgaste a lo largo de la vida útil de la misma. Cuando se considera el impacto de la lluvia, granizo y otras partículas en el borde de ataque, la velocidad punta es un tema clave y también las condiciones ambientales (precipitación promedio, tamaño de gota de agua, protección UV, humedad, ...). Es por tanto, lógico que los esfuerzos para prevenir el deterioro de las palas se concentren en esta zona. La dificultad para reducir este deterioro se debe, en parte, a la incertidumbre existente en las propiedades mecánicas, físicas y químicas de los materiales de la pala, así como a las distintas correlaciones que existen entre dichos materiales y la velocidad de impacto de las partículas erosivas, así como sus efectos a lo largo del tiempo, complicándose más con la influencia de otros factores como temperaturas externas, alta exposición a la luz UV, etc. Estado del arte El proceso de fabricación de las palas Actualmente se ha generalizado la aplicación de tecnologías de compuestos de plástico termoestable reforzado con fibra, que proporcionan la alta resistencia específica, rigidez y el comportamiento de estos materiales a las palas. En su proceso de fabricación, las palas son conformadas en dos grandes moldes añadiendo compuestos de fibra y resinas que, finalmente ensambladas, constituyen la pieza final. Dado que los composites funcionan mal bajo el impacto transversal de agentes como el agua y el granizo y son sensibles a factores ambientales como el calor, la humedad o la salinidad, es necesario emplear recubrimientos de superficie para proteger la estructura de material compuesto. Las dos tecnologías más comunes que se utilizan son, por una parte, la aplicación en molde (una capa de moldeado de un material similar a la matriz) y, por otra, la aplicación de post-molde (aplicado después del moldeo mediante pintura o pulverización con diferentes materiales). Algunas de las soluciones utilizadas consisten en aplicar un recubrimiento especial en las zonas que se quieran reforzar, o colocar unas cintas que ofrezcan una mayor resistencia a los distintos agentes. Este tratamiento final supone una fase adicional posterior al ensamblado, lo que hace el proceso más largo e ineficiente y conlleva un notable encarecimiento del coste de fabricación. El proceso manual de protección del borde de ataque, hace que las propiedades del producto final y su capacidad de protección dependan mucho tanto del proceso de aplicación como de lo robusto que sea el material frente a los diferentes sistemas y entornos de aplicación. edge, the peak speed is a key issue in addition to the ambient conditions (average rainfall, the size of a water droplet, UV protection, humidity...). As a result, efforts to prevent blade deterioration have focused on this zone. The difficulty in reducing this deterioration is partly due to the existing uncertainty regarding the mechanical, physical and chemical properties of the blade, as well as the different correlations that exist between these materials and the impact speed of the erosive particles, in addition to their effects over time. This is further complicated by the influence of other factors such as external temperatures, high exposure to UV light and so on. State of the art The blade manufacturing process There is currently widespread application of thermostable fibre-reinforced plastic compound technologies that provide the blades with the specified high level of resistance, rigidity and behaviour of these materials. During their manufacturing process, the blades are shaped in two large moulds, adding fibre compounds and resins that, when finally assembled, make up the final component. Given that composites do not work well under the transversal impact of agents such as water and hail in addition to being sensitive to ambient factors such as heat, humidity and salinity, it is necessary to use surface coatings to protect the structure of the compound material. The two most commonly used technologies are: firstly, the inmould application (a moulded layer made of a material similar to the matrix) and secondly, post-mould application (applied after the moulding by means of painting or spraying with different materials). Some of the solutions used comprise applying a special coating to the zones that require reinforcement or by attaching bands that offer greater resistance to the various agents. This final treatment represents an additional phase subsequent to the assembly, thus making the process longer and more inefficient, significantly increasing manufacturing costs. The manual process to protect the leading edge means that the properties of the end product and its protective capacity depends as much on the application process as on the robustness of the material when exposed to the different application systems and environments. The durability of the coatings and validation testing There is currently no quantifiable measure to determine the level of erosion produced by a wind turbine blade while in operation. In the absence of testing standards regarding the erosion caused by rain, tests that are inherent to the aerospace sector are used.
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