El diagnóstico del rodamiento de pala. El análisis por ultrasonidos

Diagnosticar el estado del rodamiento de pala es un tarea complicada teniendo en cuenta que es un rodamiento que no gira de forma continua, sino que tan solo gira un máximo de 90 grados cuando se necesita. La utilización de técnicas tradicionales como el análisis de vibraciones o la termografía no es posible, y en muchos casos este rodamiento se lleva, prácticamente, a rotura. ¿Existen formas de diagnosticar este rodamiento sin que sea demasiado tarde, conociendo perfectamente el estado de degradación? En este articulo explicamos cómo llevar a cabo este diagnóstico.

El rodamiento de pala es un rodamiento insertado entre la pala y el buje del aerogenerador que permite el movimiento de la pala para mantener constante la producción del aerogenerador cuando se ha alcanzado la velocidad a la cual el generador ofrece su máxima potencia.

En términos generales, y aunque depende da cada aerogenerador, estos suelen arrancar la producción en el entorno de los 4 m/s y alcanzar su máxima potencia en el entorno de los 10-12 m/s, a partir de ese momento si la velocidad del viento es superior a ese valor, la pala debe “desenfocarse” para no aprovechar el viento sobrante. Esto implica que la pala debe girar en un eje longitudinal, y para minimizar la fricción de dicho giro se inserta un rodamiento de gran tamaño entre la pala y el buje.

Habitualmente, este rodamiento está lubricado con algún tipo de grasa especial. Teniendo en cuenta la enorme dificultad que tiene la sustitución de este rodamiento en caso de daño, se hace necesario conocer el estado en el que se encuentra utilizando alguna técnica de diagnóstico sencilla, poco invasiva y barata.

El problema estriba en que las técnicas habituales de diagnóstico de rodamientos, como la termografía y el análisis de vibraciones, no resultan posibles, ya que el rodamiento no gira de forma continuada, sino que tan solo hace giros de como máximo 90º.

Este hecho reduce las posibilidades de diagnóstico prácticamente a tres: observar la pala para ver si su movimiento es continuo o uniforme, escuchar el ruido que hace la pala al moverse, y detectar los ultrasonidos provocados por la posible fricción de las bolas o rodillos del rodamiento contra las pistas.

El problema principal de los rodamientos de pala es la lubricación. Esta lubricación se realiza con grasas consistentes de características especiales, que se introducen a través de varias boquillas de forma manual o utilizando sistemas de engrase automático. El problema causante del 90% de los fallos de los rodamientos de pala se debe, precisamente, a la falta de lubricación.

La lubricación automática, que en los últimos 10 años, se ha impuesto a las lubricaciones manuales de estos rodamientos, resulta conveniente para ahorrar costes, así como para asegurar que no se olvida esta importante tarea. Pero tiene un grave inconveniente: si la grasa que está dentro del rodamiento no sale empujada por la nueva grasa que se introduce, ocurre que la nueva grasa no llega a alojarse en el interior del rodamiento. Entonces, la grasa no se regenera, es decir, no se sustituye grasa usada sin características lubricantes ya por grasa nueva y fresca; sino que la grasa vieja no puede salir por estar los orificios de salida obstruidos y la grasa nueva no puede entrar.

Si se hace manualmente, se observa claramente que no se puede introducir grasa nueva, y entonces se toman las acciones oportunas. Pero con sistemas de engrase automático este hecho no se detecta. El rodamiento sigue haciendo su trabajo, pero ya sin grasa lubricante, lo que hace que comience la fricción y el desgaste de las bolas o rodillos contra las pistas interior y exterior del rodamiento.

Si la degradación continúa y no se corrige ocurrirá un daño irreversible en el rodamiento que, en el mejor de los casos, supondrá la sustitución programada de este, pero que, en el peor de los casos, supondrá el bloqueo de la pala e incluso del aerogenerador.

El diagnóstico por ultrasonidos se basa en un fenómeno: la fricción metal-metal genera un sonido no audible para el oído humano, pero sí detectable con los medios adecuados. Un analizador de ultrasonidos capaz de captar frecuencias entre los 30 y 40 kHz es capaz de detectar esta fricción en sus primeros momentos, cuando todavía es posible corregir el problema y evitar la degradación del rodamiento.

Simplemente colocando un sensor en el rodamiento de pala y haciendo girar esta 90º se comprueba si existe o no a lo largo del recorrido algún punto de fricción. La situación normal será que no se detecte ningún ultrasonido, con lo cual debe entenderse que los elementos rodantes (bolas o rodillos) del rodamiento están convenientemente bañados en grasa y no hay ningún tipo de fricción metal-metal. Pero si se detecta un ultrasonido a lo largo del movimiento del rodamiento debe entenderse que no está suficientemente engrasado, con lo cual habrá que comprobar mediante engrase manual si la grasa puede circular bien, en el peor de los casos será necesario eliminar toda la grasa vieja y sustituirla por grasa nueva, y una vez realizado este trabajo volver a comprobar por medio del análisis de ultrasonidos si existe fricción.

La técnica de detección de fricción por ultrasonidos se convierte así en una técnica aplicable, factible, sencilla y precisa a la hora de diagnosticar y salvar los rodamientos de pala, evitando una avería de graves consecuencias.