lunes, 24 junio 2024

Un nuevo sistema diseñado en la UPNA mejora la monitorización de los aerogeneradores

El sistema, diseñado por el nuevo doctor Julen Bacaicoa, mide "de una manera más eficiente y económica" la deformación que sufren determinados componentes circulares de los aerogeneradores.


Pamplona - 10 junio, 2024 - 14:36

Julen Bacaicoa ha logrado un sobresaliente 'cum laude' en su tesis doctoral. (Foto: cedida)

El ingeniero Julen Bacaicoa (Pamplona, 1994) ha desarrollado un sistema para medir, “de una manera más eficiente y económica”, la deformación que sufren determinados componentes circulares de los aerogeneradores empleados en la industria eólica. Además de reducir en un 75 % el número de sensores necesarios para esta tarea, también ha ideado un método “para posicionarlos de forma óptima, algo que permite mejorar la precisión necesaria para monitorizar estos activos”. Así, lo recoge su tesis doctoral, defendida en la Universidad Pública de Navarra (UPNA), bajo la dirección del profesor del Departamento de Ingeniería Xabier Iriarte, investigador del Instituto de Smart Cities (ISC) de la institución académica.

“A medida que la industria eólica se expande y madura, han surgido desafíos que deben ser superados para aprovechar al máximo este recurso natural. Uno de ellos radica en comprender y optimizar el rendimiento de los aerogeneradores en funcionamiento para así prolongar su vida útil de manera rentable”, apunta Bacaicoa. En este sentido, la estimación de la fuerza ejercida por el viento sobre el aerogenerador (las denominadas cargas de viento) es “esencial, ya que se transmiten por toda la estructura y afecta a todos los componentes”. “Uno de los que sufre especialmente es el rotor del aerogenerador, es decir, el eje que transmite el movimiento del viento al generador eléctrico”, añade.

De ahí que Bacaicoa pusiera el foco en su investigación en determinadas secciones circulares de los aerogeneradores, tales como el rotor y la torre, con el fin de “realizar sobre ellas estimaciones precisas de las cargas mecánicas que sufren, ya que la fuerza del viento puede causar la fatiga del material y fallos prematuros si no se monitorizan adecuadamente”.

Mediante un modelo matemático, ha establecido cuáles son las posiciones en las que deben instalarse los sensores de medición para así determinar las cargas “con la mínima incertidumbre posible”. Según su investigación, es posible estimar todas utilizando solo seis sensores (denominados galgas extensiométricas) cuando, “en la actualidad, se utilizan veinticuatrp”. “Se trata de una notable reducción del número de sensores de deformación, lo que puede reducir sustancialmente el coste del sistema de medida, sobre todo cuando es elevado, por ejemplo, si se emplean sensores de deformación de fibra óptica”, indica el nuevo doctor por la UPNA. Además, añadir otro sensor más, hasta siete, “permite compensar el efecto de la temperatura en las mediciones, con lo que se logra aún mayor precisión”.

Finalmente, ha analizado cómo el posicionamiento no preciso de los sensores puede provocar errores en la estimación de las cargas. “Incluso un pequeño error de colocación, como un desajuste de 1° a 2° en el ángulo del sensor, puede causar errores significativos en la estimación de las cargas que varían entre un 5 % y un 15 %”, describe.

CURRÍCULUM

Julen Bacaicoa cursó en la UPNA, sucesivamente, el grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales, el Máster en Ingeniería Industrial y el doctorado, que fue calificado con sobresaliente cum laude. Durante su tesis doctoral, realizó una estancia investigadora en la Universidad de Sevilla.

Forma parte del Grupo de Investigación IMAC (Ingeniería Mecánica Aplicada y Computacional) y del ISC. Además, es autor o coautor de tres artículos científicos publicados en revistas indexadas y ha realizado cinco ponencias en congresos nacionales e internacionales. También ha participado en cuatro proyectos de investigación de carácter regional.

Su faceta investigadora se complementa con labores docentes en la UPNA. En 2020, se inició en esta tarea como colaborador docente del Departamento de Ingeniería. Actualmente, y desde 2021, es profesor asociado e imparte clases en las asignaturas de Elasticidad y Resistencia de Materiales y de Teoría de Máquinas, tanto en castellano como en euskera.


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