Universidad
Politécnica de Madrid

20.04.15

Disponer de anemómetros de gran calidad y perfectamente calibrados es de capital importancia dentro de la industria de la energía eólica, dado que la potencia eléctrica producida depende de la velocidad del viento elevada al cubo. “Una pequeña desviación en la medida de esta velocidad puede significar un gran monto económico al cabo de uno o varios años de producción eléctrica en un parque eólico”, sostiene Alejandro Martínez, responsable de instrumentación y ensayos del Laboratorio de Calibración en Túnel Aerodinámico (LAC) del Instituto Universitario de Microgravedad Ignacio da Riva (IDR) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), líder en esta actividad en España entre los laboratorios independientes, con más de 1.000 anemómetros calibrados anualmente.

Actualmente, el uso de sensores para la medida de la velocidad del viento (anemómetros de cazoletas, de hélice o sónicos) se ha extendido enormemente en el ámbito industrial, desde los sectores tradicionales como la meteorología o la generación de energía eólica hasta otros en los que hay procesos o estructuras en donde la acción del viento tiene gran trascendencia (puentes móviles, grandes grúas, cubiertas desplegables, descargas de materiales arenosos). No obstante, esos dos primeros sectores, meteorología y energía eólica, siguen siendo hoy en día los mayores usuarios de anemómetros.




En el caso de la industria de la energía eólica, los anemómetros son empleados en tres fases: primero, en el estudio y evaluación de las localizaciones en que instalar un parque eólico; segundo, en la evaluación del rendimiento de los aerogeneradores instalados; y, tercero, en las operaciones de control de los mismos.

“Esto revela por qué se demandan por parte de las empresas ligadas al sector de la energía eólica datos de la velocidad del viento extremadamente precisos, fiables, y basados en calibraciones de anemómetros realizadas en laboratorios independientes como el LAC-IDR/UPM”, señala Alejandro Martínez.

La tendencia del sector es al alza. Los datos indican que la utilización masiva de anemómetros en el sector de la energía eólica no solo se mantendrá sino que aumentará en los próximos años, “ya que la implantación de parques eólicos tiene un alto crecimiento en países como Estados Unidos, China o India, que han venido a sumarse (y a superar en potencia instalada) a los que, hasta hace pocos años, eran los de mayor implantación de esta industria: Alemania, España y Dinamarca”.

Garantía de calidad acreditada

La Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio (ETSIAE) alberga las instalaciones en donde se calibran los anemómetros. “Una calibración típica dura unos 40 minutos. El anemómetro se coloca en el túnel aerodinámico y se somete a velocidades de viento ascendentes y descendentes con el objetivo de analizar la posible histéresis del equipo”, explica Alejandro Martínez. “La velocidad del viento se mide por medio de tubos de Pitot y sensores de presión calibrados con respecto a patrones nacionales o internacionales, que aseguran la trazabilidad metrológica de las medidas realizadas mientras que al mismo tiempo se mide la frecuencia de la señal generada por el anemómetro (generalmente, una señal eléctrica en forma de onda cuadrada o sinusoidal), para de este modo obtener una tabla de resultados que relacionan dicha frecuencia con la velocidad del viento”.

El laboratorio LAC-IDR/UPM está acreditado según la norma UNE-EN ISO/IEC 17025 por la Entidad Nacional de Acreditación (Enac) desde el año 2003, en el área “velocidad de fluidos/aire” y en el rango de velocidad del viento entre 4 m/s y 23 m/s. Ello garantiza la existencia de un sistema de calidad sistematizado, teniendo el personal cualificado y las instalaciones y equipos necesarios, que aseguran la trazabilidad y fiabilidad de las medidas.

“Un laboratorio acreditado genera confianza en sus clientes, tiene reconocida (por una entidad ajena e independiente) la competencia técnica para las actividades acreditadas, y tiene una dimensión internacional por los acuerdos de mutuo reconocimiento”, puntualizan desde el LAC-IDR/UPM.

Además, el LAC-IDR/UPM se integra en la red Measnet (Measuring Network of Wind Energy Institutes), formada por empresas e instituciones de varios países que trabajan y colaboran en el campo de la energía eólica, con el objeto de asegurar la más alta calidad de las mediciones, la interpretación uniforme de las normas y recomendaciones, así como el intercambio de resultados. Ha de subrayarse también que el LAC-IDR/UPM es el único laboratorio de calibración de anemómetros español dentro de la red Measnet.

Recientemente, se han recibido los resultados de la última intercomparación organizada por Measnet entre laboratorios de calibración de anemómetros. En ella, siete anemómetros diferentes fueron calibrados en catorce túneles de viento pertenecientes a nueve laboratorios de todo el mundo. Entre los siete laboratorios participantes pertenecientes a su vez a Measnet, el factor de cumplimiento (que evalúa la distancia de sus calibraciones al valor medio obtenido por todos los laboratorios) conseguido por el LAC-IDR/UPM ha sido el segundo mejor, lo cual indica el buen nivel técnico y de competencia alcanzado por este laboratorio.

Nuevas investigaciones y procedimientos

Para mantener esa posición de liderazgo en esta área, una parte de la actividad del personal del LAC-IDR/UPM está dedicada a la investigación y el desarrollo de nuevos procedimientos. Por ejemplo, el pasado mes de marzo miembros del laboratorio participaron en Copenhague (Dinamarca) en el primer taller de calibración de anemómetros de Measnet, que se convirtió en un punto de encuentro con la industria, con especial atención al uso que le dan los operadores a los anemómetros una vez calibrados por los laboratorios.

Finalmente, como fruto de la mencionada actividad investigadora desarrollada en el LAC-IDR/UPM, se han publicado diversos artículos técnicos en revistas de primer nivel. En ellos se analiza el comportamiento de los anemómetros de cazoletas a través de sus calibraciones, proponiéndose nuevos modelos analíticos para el estudio de este instrumento. En estos momentos el LAC-IDR/UPM lleva a cabo un proyecto de investigación para estudiar, a través de las pequeñas variaciones de la velocidad de rotación, el desgaste y estado de un anemómetro montado y prestando servicio en una torre meteorológica. Se espera que esta investigación conduzca a nuevos métodos para monitorizar el estado de anemómetros en servicio y así optimizar su mantenimiento.