Emisiones acústicas y procesamiento de señales para la localización de defectos en materiales compuestos

Abstract

La industria de la energía renovable se encuentra en una constante mejora para competir y actuar en el mercado. Actualmente, una de las principales ventajas competitivas se centra en la gestión del mantenimiento con el fin de mejorar la disponibilidad, fiabilidad, seguridad, ciclo de vida del producto, etc., y con ello hacer de esta industria un sector más competitivo. Los objetivos de este artículo se centran en las palas de una turbina eólica, debido a que un fallo provoca hoy en día uno de los mayores costes e indisponibilidad para la empresa. Se plantea el empleo de la monitorización de la condición estructural, con la toma y análisis de datos provenientes de diferentes Ensayos No Destructivos (END). END está basado en señales de emisiones acústicas, estudiadas mediante un novedoso procesamiento de señales, con el fin de detectar y localizar defectos en la superficie de las palas. Se propone un nuevo método de localización usando transductores de compuesto de macro-fibra. El sistema de monitorización utiliza tres sensores estratégicamente localizados sobre la sección de la pala. Esto plantea una dificultad debido a la separación modal de la onda, ya que afectará a la información que se obtenga de la condición del defecto. Este efecto es el resultado de, por ejemplo, la rotura de las fibras de la pala, produciendo diferentes ondas mecánicas a múltiples frecuencias. Otro inconveniente está relacionado con la propagación de dichas ondas, según la dirección de las fibras del material compuesto que se analiza. La principal novedad de este enfoque es la capacidad para predecir fallos. Para ello, se utiliza un método gráfico y un modelo de ecuaciones no lineales para obtener la localización de la rotura. Este modelo proporciona una solución única, cuya precisión dependerá principalmente del sistema de detección de ondas.