315627546-Energia-Eolica

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ENERGÍAS ALTERNATIVAS 
Genéricamente, se denomina energía alternativa, o más propiamente fuentes de energía 
alternativas, a aquellas fuentes de energía planteadas como alternativa a las tradicionales o 
clásicas. No obstante, no existe consenso respecto a qué tecnologías están englobadas en este 
concepto, y la definición de energía alternativa difiere según los distintos autores. 
 
Son fuentes de obtención de energías sin destrucción del medio ambiente, renovables, que han 
sido investigadas y desarrolladas con algunas intensidades en las últimas décadas. 
Algunas de ellas son: 
Eólica: producida por el movimiento del viento. 
Solar : utiliza la radiación solar. 
Geotérmica: Uso del agua que surge bajo presión desde el subsuelo. 
Biomasa: Utiliza la descomposición de residuos orgánicos 
El actual modelo de desarrollo esta soportado por uso de energía convencional (hidráulica y 
combustibles fósiles no renovables). 
¿Cómo se produce la energía a partir del viento, sol, volcán y de la materia orgánica? 
Estas y otras preguntas que nos hemos formulado, encontraremos sus respuestas en el 
siguiente trabajo, 
Información recopilada 
 
La llegada de masas de agua dulce a masas de agua salada: energía azul. 
El viento: energía eólica. 
El calor de la Tierra: energía geotérmica. 
Los ríos y corrientes de agua dulce: energía hidráulica. 
Los mares y océanos: energía mareomotriz. 
El Sol: energía solar. 
Las olas: energía undimotriz. 
Para empezar, las energías renovables son la alternativa más limpia para el medio ambiente. Se 
encuentran en la naturaleza en una cantidad ilimitada y, una vez consumidas, se pueden 
regenerar de manera natural o artificial. Según el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la 
Energía (IDAE), frente a las fuentes convencionales, las energías renovables son recursos limpios 
cuyo impacto es prácticamente nulo y siempre reversible. 
 
Energía eólica 
Fundamentos Físicos de la Energía Eólica Deseamos aprovechar la máxima energía de 
una máquina eólica al transformar la energía cinética del viento. El teorema de Betz nos 
da toda la información que necesitamos para conocer cuál es la máxima energía 
aprovechable por una máquina eólica. El viento es un fluido y como tal cumple las 
leyes fundamentales de los fluidos: 
 1.- La ecuación de continuidad; el volumen de aire que atraviesa un área determinada 
es contante. 
2.- El teorema de Euler; la fuerza por unidad de tiempo es la variación de la cantidad de 
movimiento. 
3.- La conservación de la energía , que para fluidos es la ecuación de Bernouilli . A 
partir de las leyes fundamentales de los fluidos expuestas anteriormente, además 
tendremos que tener en cuenta que la potencia es el producto de la fuerza por la 
http://www.monografias.com/trabajos10/formulac/formulac.shtml#FUNC
http://www.monografias.com/trabajos15/medio-ambiente-venezuela/medio-ambiente-venezuela.shtml
http://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtml
http://www.monografias.com/trabajos/enuclear/enuclear.shtml
http://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtml
http://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtml
http://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtml
http://www.monografias.com/trabajos10/lamateri/lamateri.shtml
http://www.monografias.com/trabajos34/el-trabajo/el-trabajo.shtml
http://www.monografias.com/trabajos7/sisinf/sisinf.shtml
http://twenergy.com/medio-ambiente
http://www.idae.es/index.php/idpag.16/relmenu.301/mod.pags/mem.detalle
http://www.idae.es/index.php/idpag.16/relmenu.301/mod.pags/mem.detalle
velocidad de aire en movimiento y que la potencia absorbida por el aerogenerador es 
la variación de la energía cinética de la masa de aire que atraviesa la hélice en la unidad 
de tiempo. No debemos olvidar tampoco la condición de máxima potencia. Realizados 
los cálculos, aplicamos el teorema de Betz. 
Aerogenerador de tres hélices en Arinaga, Gran Canaria (cortesía Justino Díez) 
 
Que nos dice que la potencia máxima que podemos obtener es 0,37 veces el producto 
del área que barre la hélice al girar por el cubo de la velocidad del aire incidente en la 
hélice o en la turbina. Normalmente, los aerogeneradores no sobrepasan el 0,7 de la 
potencia máxima de Betz. Una vez conocida la potencia que podemos aprovechar, 
podemos dimensionar el aerogenerador , teniendo en cuenta qué tipo de máquina 
eólica, rápida o lenta, estamos diseñando. Máquinas Eólicas Teniendo en cuenta la 
diversidad de estudios sobre las máquinas eólicas, así como su gran variedad, podemos 
clasificarlas en: 
 
1.- Máquinas de eje horizontal. 
El rotor se encuentra acoplado a un soporte solidario al generador estando ambos 
montados sobre una torre que puede ser de metal o de hormigón. 
 
2.- Máquinas de eje vertical. 
El generador se localiza en la base de la torre y aunque es más sencillo de mantener, el 
rendimiento de la instalación es menor que en los aerogeneradores de eje horizontal 
por lo que prácticamente no se utilizan. 
 
 
3.- Máquinas de eje vertical y palas verticales, o sistema giromill. 
4.-Máquinas horizontales con tobera o sistemas difusores. 
5.- Sistema tipo tornado. Las máquinas más desarrolladas en la actualidad, desde un 
punto de vista técnico y comercial, son las máquinas de eje horizontal. Podemos 
distinguir tres tipos de máquinas de eje horizontal : 
1.- El molino de viento clásico . Distinguimos dos tipos: los molinos de viento de techo 
giratorio y los de caja giratoria. Era necesario que el molinero orientara las aspas. Para 
realizar esta labor tenía que estar siempre vigilante al cambio de viento para orientar las 
aspas contra él. El movimiento de las aspas se realizaba mediante animales o era el 
propio molinero quien movía las aspas. 
2.- Máquinas eólicas de eje horizontal rápidas . El número de palas de este tipo de 
máquinas oscila entre 2 y 4, aunque existen máquinas con una sola pala. Sin embargo, 
éstas últimas presentan muchos problemas de fabricación y balanceo. Las máquinas 
rápidas necesitan vientos de 5 m/s para poder trabajar de manera estable. Las palas 
suelen fabricarse de madera, aluminio, fibra de vidrio. En la máquinas de pequeña 
potencia podemos distinguir tres tipos de dispositivo de orientación: a.- Orientación por 
veleta. b.- Orientación por conicidad. c.- Orientación por revomotores. 
3.- Máquinas eólicas de eje horizontal lentas . El número de pala oscila entre 12 y 
24. El material de estas palas es chapa de metal curvada y su gran peso hace imposible 
fabricarlas con diámetros superiores a los 8 metros. Este tipo de máquinas son muy 
utilizadas en bombeo de agua de pozos. En vacío arrancan con vientos de 2 ó 3 m/s. 
Las máquinas de eje vertical fueron desarrolladas en la década de los 20 por el 
ingeniero finlandés Sigurd Savonius al inventar la aeroturbina Savonius . Estaba formada 
por dos cilindros de igual diámetro, colocados de forma que sus ejes fueran paralelos al 
eje de giro y separados por una determinada distancia. A principios de la década de los 
30, el científico francés Darrius desarrolló el molino Darrius , formado por palas con 
un perfil biconvexo que, unidas unas a otras, giran alrededor de un eje vertical. La 
pricipal característica de este tipo de máquina es que trabajan con cualquier tipo de 
viento, sin tener mayor importancia 
 
la dirección de la cual provenga. Por esta razón algunos científicos piensan que este tipo 
de máquinas se debería denominar pannemona, palabra procedente del griego y que 
significa que trabaja con todos los vientos. Su funcionamiento se basa en la diferencia 
que existe entre la fuerza de arrastre ejercida sobre una superficie cóncava y la ejercida 
sobre una superficie convexa, cuya sección trasversal es la misma. Conservación y 
Utilización de la Energía Eólica Una vez conseguida latransformación de la energía 
cinética del viento en energía utilizable por el hombre, nos queda cómo conservarla, 
proceso en el cual hoy en día se están invirtiendo muchas horas de investigación 
para poder obtener el máximo aprovechamiento a posteriori , ya que normalmente el 
viento no es constante durante mucho tiempo. En consecuencia, tenemos que 
conservar la energía que obtenemos de él. Podemos dividir los acumuladores en 
acumuladores de energía y acumuladores de producto. Los acumuladores de producto 
son aquéllos que utilizan la energía eólica para la obtención del objetivo (del producto) 
para el cual está diseñado el sistema. Una vez conseguido el objetivo, es decir, el 
producto, es este mismo producto el que se almacena. El caso más clarificador es el de 
las instalaciones eólicas de bombeo, que tienen como objetivo la obtención o elevación 
del agua hasta niveles en los cuales podamos conservarla, sea mediante una utilización 
directa, en regadíos, o mediante una utilización indirecta, al provocar un salto de agua 
del cual obtendríamos energía eléctrica. Conservamos el producto, ya que una vez que 
elevamos el agua hasta el nivel deseado, colocamos tanques o depósitos de reserva en 
los cuales acumulamos el agua obtenida durante el tiempo en que actúa el 
aerogenerador. Una vez que éste cesa, el agua deja de subir hasta el acumulador y en el 
depósito de reserva queda acumulado todo aquel caudal que ha subido durante el 
funcionamiento del aerogenerador. 
 
 
 
Los acumuladores de energía son acumuladores electroquímicos, comúnmente 
conocidos como baterías (ya comentados en el capítulo de energía fotovoltáica). Una 
vez consevada la energía en baterías, los dispositivos utilizados en el aprovechamiento 
de esta energía eléctrica son los mismos que comentamos en el capítulo de energía 
fotovoltáica, por lo que aconsejamos al lector que consulte el apartado de dicho 
capítulo. Futuro de la Energía Eólica El futuro de la energía eólica depende 
exclusivamente de la política desarrollada en cada país. La tecnología necesaria se 
encuentra totalmente desarrollada para ser utilizada, como se puede ver en Dinamarca, 
donde existe un convenio entre la compañía eléctrica y aquel usuario que disponga de 
un terreno idóneo en el que instalar un aerogenerador. El propietario del terreno cede 
éste 
para la instalación eólica y la conexión a la red de distribución eléctrica. Así, el 
propietario del terreno pasa a ser accionista de la compañía eléctrica y deja de pagar las 
tarifas eléctricas, ya que es productor de electricidad. ¿Hasta qué punto es rentable? 
La rentabilidad de este tipo de energía depende de la existencia de vientos continuos 
y que adquieran grandes velocidades. Este tipo de instalaciones son rentables, 
principalmente en la obtención de agua de pozos. ¿Quién puede disponer de una 
instalación eólica? Disponiendo del lugar idóneo, por la existencia de vientos, cualquiera 
puede colocar una instalación eólica e, incluso, fabricarla, aunque esto último lleva 
consigo una gran dedicación y tiempo. 
 
Componentes de un aerogenerador 
Los componentes principales de un aerogenerador de eje horizontal son: 
Torre: Soporta la góndola y el rotor. Tiene un altura de entre 40 a 60 metros, ya que la 
velocidad del viento aumenta según nos alejamos del nivel del suelo, a lo largo de ella 
hay una escalera para acceder a la góndola. 
Sistema de orientación: Está activado por el controlador electrónico, vigila la dirección 
del viento utilizando la veleta y su velocidad con un anemómetro. 
Controlador electrónico: Es un ordenador que controla continuamente las condiciones 
del aerogenerador y del mecanismo de orientación. En caso de cualquier anomalía 
detiene el aerogenerador y avisa al ordenador del operario de mantenimiento de la 
turbina. 
Góndola: Contiene los componentes clave del aerogenerador, el multiplicador y el 
generador eléctrico. El personal de servicio puede acceder al interior de la góndola 
desde la torre. 
Palas del rotor: Capturan la energía del viento y la transmiten hacia el rotor. Cada pala 
mide entre 25 a 35 metros de longitud y su diseño es muy parecido al del ala de un avión, 
construido de material resistente y ligero. 
Rotor: El rotor es donde la energía cinética del viento se convierte en energía rotativa, 
está acoplado al eje de baja velocidad del generador. En un aerogenerador moderno de 
1 MW el rotor gira muy lento, a unas 19 a 30 revoluciones por minuto (r.p.m.), está 
dotado de un freno aerodinámico que detiene el rotor cuando la velocidad del viento 
puede ser peligrosa para el equipo. 
Freno: Está equipado con un freno de disco mecánico de emergencia, que se utiliza en 
caso de fallo del freno aerodinámico, o durante las labores de mantenimiento de la 
turbina. 
Multiplicador: Permite que el generador gire a una velocidad más elevada que la de la 
turbina (normalmente entre 750 y 1500 rpm), para que su tamaño sea reducido (está 
alojado en la góndola). 
Generador eléctrico: En los aerogeneradores modernos la potencia máxima suele estar 
entre 800 y 1.500 kW. 
 
Noticias 
La empresa estadounidense CountourGlobal inauguró el parque eólico más grande de 
Perú, compuesto por 62 aerogeneradores que funcionan repartidos en dos centra los 
ubicadas en la costa norte del país. 
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/educacion_permanente/glosario/index.php/Anem%C3%B3metro
 
Los generadores eólicos están colocados en el litoral pacífico peruano, entre los distritos 
de Cupisnique en La Libertad y de Talara en la región de Piura. 
 
La inversión en las dos centrales eólicas fue de 250 millones de dólares y su producción 
se conectará a la Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN), con un acuerdo de 
compra de energía de 20 años en el marco del Programa Recursos Energéticos 
Renovables (RER) de Perú. 
 
 
Pero, ¿qué es un parque eólico? 
Un parque eólico es una agrupación de aerogeneradores que transforman la energía 
eólica en energía eléctrica. 
Los parques eólicos proporcionan diferente cantidad de energía dependiendo de las 
diferencias sobre diseño, situación de las turbinas, y por el hecho de que los antiguos 
diseños de turbinas eran menos eficientes y capaces de adaptarse a los cambios de 
dirección y velocidad del viento. 
Actualización Energías no Convencionales Perú. 
Perú tiene un potencial de generación eólica aprovechable de 22GW, según el Atlas 
Eólico del Perú, publicado en el marco del proyecto gubernamental de electrificación 
rural Foner. 
Si bien el potencial de generación eólica asciende a 77GW, la cifra disminuye si se 
excluyen las áreas situadas a más de 3.000m sobre el nivel del mar, con pendientes de 
más de 20%, en centros poblados, zonas protegidas o cerca de ríos, cañones o lagos. 
De las 25 regiones del país, 9 fueron identificadas por tener potencial eólico: Ica 
(9,14GW), Piura (7,55GW), Cajamarca (3,45GW), Arequipa (1,16GW), Lambayeque 
(564MW), La Libertad (282MW), Lima (156MW), Ancash (138MW) y Amazonas (6MW). 
La energía eólica es aquella obtenida del viento generado por efecto de las corrientes 
de aire, y que es transformado en otras formas útiles para las actividades humanas. Este 
tipo de energía es un recurso renovable, autóctono, abundante, limpio y disminuye las 
emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar los combustibles fósiles de las 
termoeléctricas por energía ‘verde’. 
 
http://dger.minem.gob.pe/AtlasEolico/AtlasEolicoLibro.asp
http://dger.minem.gob.pe/AtlasEolico/AtlasEolicoLibro.asp
TAMAÑO DE GENERADORES EÓLICOS. 
DISEÑO DE GENERADORES EÓLICOS BÁSICOS - FABRICACIÓN 
La potencia producida aumenta con el área de barrido del rotor. 
Razones para elegir grandes turbinas 
•Economías de escala en los aerogeneradores; máquinas más grandes son capaces de 
suministrar electricidad a un coste más bajo. La razón es que los costes de las cimentaciones,la 
construcción de carreteras, la conexión a la red eléctrica, además de otros componentes en la 
turbina (el sistema de control electrónico, etc.), son más o menos independientes del tamaño 
de la máquina. 
•Las máquinas más grandes están particularmente bien adaptadas para la energía eólica en el 
mar. 
Los costes de las cimentaciones no crecen en proporción con el tamaño de la máquina, y los 
costes de mantenimiento son ampliamente independientes del tamaño de la máquina. 
•En áreas en las que resulta difícil encontrar emplazamientos para más de una única turbina, 
una gran turbina con una torre alta utiliza los recursos eólicos existentes de manera más 
eficiente. 
•Impacto visual: máquinas más grandes suelen tener una velocidad de rotación más pequeña. 
RAZONES PARA ELEGIR TURBINAS MÁS PEQUEÑAS 
•Red eléctrica local demasiado débil para manipular la producción de energía de una gran 
máquina. 
•Hay menos fluctuación en la electricidad de salida de un parque eólico compuesto de varias 
máquinas pequeñas. 
•El coste de usar grandes grúas, y de construir carreteras lo suficientemente fuertes para 
transportar los componentes de la turbina, puede hacer que en algunas áreas las máquinas más 
pequeñas resulten más económicas. 
COMBINACIÓN DE TECNOLOGÍA Y ECONOMÍA: 
“se busca garantizar la fiabilidad requerida durante los 20 años de vida útil y producir la 
electricidad al menor coste posible por kilovatio-hora (kWh) de energía; no importa demasiado 
si se están utilizando los recursos eólicos de forma eficiente: a fin de cuentas el combustible es 
gratis. “ 
“se mira la distribución de velocidades de viento y el contenido energético a diferentes 
velocidades para determinar cuál será la combinación ideal de tamaño de rotor y de tamaño de 
generador en los diferentes emplazamientos de aerogeneradores”. 
DISEÑO DE UN GENERADOR EÓLICO. 
CRITERIO DE FIABILIDAD ESTRUCTURAL: 
Integridad frente a cargas extremas (estáticas, como f. centrífuga, rotor en bandera, vientos 
huracanados, etc.) 
Integridad frente a cargas de fatiga (cargas dinámicas debidas al giro de palas, transitorias por 
maniobras de orientación o actuación de mecanismos de regulación paso pala, turbulencias, 
efecto estela…) 
Nivel controlado de deformaciones y vibraciones en condiciones de servicio 
 
CERTIFICACION DE ACUERDO A NORMAS GL (GERMANISHER LLOYD) o DNT (DET NORSKE 
VERITAS) 
ETAPAS DE DISEÑO 
1. DISEÑO CONCEPTUAL- concepto estructural del aerogenerador (con-sin multiplicadora; 
estructura del tren de transmisión) 
2. DISEÑO DE CONJUNTO- determinación de componentes y requerimientos de cada uno 
3. DISEÑO DE DETALLE- cálculos justificativos de la fiabilidad: cargas extremas, fallo a 
fatiga, deflexiones máximas, frecuencias de resonancia, desgaste, corrosión… 
4. PLANOS DE FABRICACION 
ASPECTOS CRÍTICOS DE DISEÑO. 
PALAS 
Diseño aerodinámico de forma que el ángulo de ataque se mantenga lo más cercano posible a 
su valor óptimo a lo largo de toda la pala (ángulo de calaje variable a lo largo de la pala). 
Resistir la amplia gama de cargas de viento a que estarán sujetas durante una vida útil de por lo 
menos 25 años. 
Soportar los efectos de condiciones climáticas normales y severas (v.g., radiación solar, 
humedad, granizo, lluvia). 
Minimizar la afectación de su desempeño aerodinámico por efecto de partículas que se adhieran 
(v.g., polvo, insectos impactados). 
Minimizar la emisión de ruido acústico. 
Minimizar su peso y su costo. 
CÁLCULOS TÍPICOS 
1. Integridad estructural frente a cargas extremas y de fatiga 
2. Pandeo frente a cargas extremas 
3. Análisis de frecuencias propias 
4. Comportamiento frente a corrosión y agentes ambientales 
ASPECTOS CRÍTICOS DE DISEÑO. 
1. Integridad estructural frente a cargas extremas y de fatiga 
2. Capacidad de actuación del sistema 
3. Inestabilidad por acoplamiento con la rigidez torsional de la pala 
 
BUJE 
1. Integridad estructural frente a cargas de fatiga 
2. Tensiones asociadas a la rigidez de la unión con la pala (coronas de orientación 
EJE PRINCIPAL 
1. Integridad estructural frente a cargas de torsión 
2. Cálculo de los rodamientos soporte de la estructura: comportamiento a cargas extremas, a 
cargas de fatiga, condiciones de lubricación y obturación, cálculos de vida a fatiga 
 
CRITERIOS DE DISEÑO 
1. Vida a fatiga de los rodamientos del sistema 
2. Cumplimiento de límites de presión en los contactos bajo carga estática y dinámica 
3. Comportamiento de los engranajes frente a cargas estáticas y de fatiga (tensión, 
deformación en los dentados, desgaste…) 
4. Condiciones de lubricación 
GÓNDOLA (NACELLE) 
1. Resistencia frente a cargas de fatiga 
2. Comprobación de las uniones soldadas 
SISTEMA DE ORIENTACIÓN 
1. Resistencia a rotura frente a Momentos máximos 
2. Desgaste de las superficies de contacto 
3. Comportamiento del rodamiento bajo carga estática y ante movimientos oscilatorios… 
TORRE y CIMENTACIÓN 
1. Respuesta dinámica y comprobación de frecuencias naturales de vibración( que no 
estén próximas a las generadas por la rotación de las palas, para evitar resonancias) 
2. Comprobación de uniones soldadas y atornilladas 
3. Estabilidad de la torre (pandeo máximo) 
4. Comprobación de par de vuelco de la zapata de cimentación 
5. Comprobación de resistencia a la fuerza centrífuga en caso de rotura de pala 
 
Aspectos técnicos y reducción del coste del Kw-h. 
 Aumento de rendimiento eficiencia. 
Reducir 
 Averías 
 Cargas 
 Error de orientación 
 Fatiga mecánica, térmica interna. 
 Sobre velocidades 
 Envejecimiento debido debido al entorno de palas, etc. 
 Coste de la turbina. 
Nuevos perfiles de materiales pala, rodamientos, etc. 
Componentes especiales. 
 
Aumentar. 
 Ensayos a escala 
 Tiempos de desarrollo y validación 
 Factor de capacidad 
 Mantenimiento predictivo 
 Sensores redundantes 
 
POSICIÓN DEL ROTOR. 
Avarlovento 
Aguas arriba 
VENTAJAS 
 Evita el abrigo del viento tras la torre 
 Pueden ser construidos sin un mecanismo de orientación sea el rotor y la gongola tienen un 
mismo diseño apropiado que así que el Rotor más flexible 
INCONVENIENTES 
 El rotor necesitaba es bastante rígido. 
 Necesita un mecanismo de orientación para mantener de cara al viento. 
 Fluctuación de la potencia eólica, debidas al paso del rotor a través del abrigo de la torre. 
Esto puede crear las cargas de fatiga en la turbina que con diseño corriente arriba. 
NÚMERO DE PALAS 
Ventajas. 
 La mayor velocidad de rotación del rotor simplifica el diseño de multiplicador y generador. 
 Reducir las masas y costos de los demás elementos comparándola con un rotor de tres palas, 
se logra disminuir un poco el costo de la hélice pero debido a los fluctuantes esfuerzos 
dinámicos se requieren dispositivos especiales para disminuir el estado de carga, lo que 
eleva finalmente el costo global de la máquina, perdiéndose las ventajas económicas 
respecto a la tripala. 
E INCONVENIENTES 
 Necesitan un contrapeso en el lado del BUJE que equilibre el rotor. 
 Desequilibrio aerodinámico muy acentuado que causa complejos de fatiga y complicadas 
construcciones. 
 Elevado nivel de ruido aerodinámico causado por una altísima velocidad en la punta de pala. 
 Elevada perturbación visual. 
 Diseño complejo del rotor BUJE basculante más menos 2.5° teetering) con el fin de evitar 
fuertes sacudidas en la turbina cada vez que una de las palas pasa por la torre. 
 Pueden necesitar de amortiguadores adicionales que eviten que las palas del rotor choque 
contra la torre. 
 Considerando un perfil de capa límite atmosférica como el representado vemos que la 
fuerza aerodinámica de empuje axial provocada por el viento es mayor que sobre las palas 
que ocupen una posición superior respecto a las demás. 
 En un rotor de tres palas, si bien estas fuerzas no quedan completamente equilibradas, ladescomposición es bastante menor a la que se produce en uno de las dos palas. 
El rotor tripala podemos considerar que Fa=Fb+Fc para los 306º en giro de la hélice mientras 
que en el rotor bipala cuando esta ocupa una posición vertical , Fa>Fb, mientras que la pala 
ocupa una posición horizontal Fa=Fb. 
Se originara así un fuerte estado vibratorio es lo de frecuencia 
𝜋
2
 (momentos flector cíclico) que 
puede aminorar se con el sistema Teetering mencionado pero no completamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
MATERIALES PARA LAS PALAS 
Los materiales y los requerimientos de: 
 Resistencia estructural 
 Resistencia a fatiga (en particular a tensiones alternas debidas a vibraciones) 
 Rigidez 
 Peso bajo 
 Facilidad de procesado y fabricación 
 Resistencia a agentes medioambientales (erosión, corrosión) han ido incrementándose 
en los últimos 20 años. 
FACTORES RELEVANTES PARA LA SELECCIÓN DEL MATERIAL: 
•Relación peso/resistencia 
•Coste y estos pueden ser. 
 
•Aleaciones de acero y de aluminio que tienen problemas de peso y de fatiga del metal, 
respectivamente, son actualmente usadas sólo en aerogeneradores muy pequeños. 
 
•Fibra de vidrio reforzada con resina poliester, para la mayoría de las modernas palas de rotor 
de grandes aerogeneradores (dificultad de localizar el c.d.g) 
 
•Fibra de vidrio reforzada con resina epoxy("GRP"), en forma de láminas pre- impregnadas. Palas 
más ligeras, mayor flexibilidad, menor deformación bajo Tªs extremas, excelente resistencia a 
la absorción de agua. 
 
 
•Fibra de carbono o aramidas (Kevlar 29 o Kevlar 49) como material de refuerzo en tiras por sus 
buenas propiedades mecánicas .Alta resistencia específica, palas muy ligeras. Normalmente 
estas palas son antieconómicas para grandes aerogeneradores. 
 
•Mixtos fibra de vidrio-fibra de carbono. 
 
•Materiales compuestos (composites) de madera, madera-epoxy, o madera-fibra-epoxy aún no 
han penetrado en el mercado de las palas de rotor, aunque existe un desarrollo continuado en 
ese área. 
 
Fabricación de palas 
Estructura central resistente + dos cubiertas exteriores que forman el perfil 
aerodinámico, de forma alabeada y anchura decreciente hacia la punta en dirección axial. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ENSAYOS PARA PALAS. 
 Un área de laminación o un área que se está moviendo hacia el punto de rotura de las 
fibras. 
 Inspección con infrarrojos (Termografía) se utiliza para revelar un aumento de calor local 
en la pala. Esto puede indicar, un área con humedecimiento estructural, 
TEST A ESTÁTICA: las palas son sometidas a cargas extremas durante un tiempo predeterminado 
(10-15s), para probar su resistencia a la rotura: son flexionadas en dos direcciones (flapwise & 
edgewise) utilizando un ciclo próximo a la frecuencia natural de la pala en cada dirección. 
 
TEST DINÁMICO: se somete a la pala a oscilaciones correspondientes con su frecuencia natural: 
cinco millones de ciclos respecto de los dos ejes principales. Durante las pruebas una cámara 
de infrarrojos de alta resolución se usa para chequear si hay pequeñas roturas en el laminado 
de la pala y se registran las medidas de deformación procedentes de galgas extensiométricos 
colocadas sobre la superficie de la pala. 
TEST DE ROTURA: cuando se usa un nuevo material o se ha realizado un cambio significativo en 
el diseño de la pala, se realiza adicionalmente un test de rotura, que no es más que llevar el test 
estático al caso extremo, aplicando una carga estática creciente en valor hasta lograr que la pala 
rompa, realizando los análisis posteriores de la superficie de fractura. 
 
PROTECCIÓN CONTRA EL EMBALA MIENTO: 
SISTEMA DE FRENOS. 
 Giro de las palas del rotor unos 90 º alrededor del eje longitudinal – denominada posición 
de bandera- en el caso de regulación por cambio en el ángulo de paso o de regulación activa 
por pérdida aerodinámica, o Giro de 90º de la punta de las palas del rotor- movimiento de 
tip, en el caso de regulación por pérdida aerodinámica (aerofrenos). 
Accionados mediante resortes montados “positivamente”: incluso en caso de fallo de 
suministro eléctrico, siguen funcionando. Son automáticamente activados si el sistema 
hidráulico de la turbina pierde presión. Una vez que la situación de peligro ha pasado, el 
sistema hidráulico de la turbina suele devolver las palas, o sus puntas a su posición original. 
Son extremadamente seguros. 
Frenarán la turbina en cuestión de un par de vueltas 
Una forma muy suave de frenar la turbina, sin ningún esfuerzo, desgaste o rotura 
importante 
SISTEMA DE FRENO MECÁNICO 
Es utilizado como sistema de apoyo del sistema de freno aerodinámico o, como freno de 
estacionamiento, una vez que la turbina ha sido parada, en el caso de una turbina de regulación 
por pérdida aerodinámica. 
Las turbinas de regulación por cambio del ángulo de paso no activan el freno mecánico, excepto 
en trabajos de mantenimiento, dado que el rotor apenas si puede moverse cuando las palas del 
rotor están giradas 90 grados. 
El freno mecánico va instalado EN EL EJE DE SALIDA DEL multiplicador Y A CONTINUACIÓN VA EL 
ACOPLAMIENTO AL GENERADOR 
PARADA DE UN AERO GENERADOR. 
Puede ocurrir por los siguientes motivos: 
 Vientos altos. Cuando el viento supera un margen (>25 m/s ó 90 km/h), 
 Error de funcionamiento. Se detecta un error de funcionamiento en base a la lectura de los 
sensores de viento al controlador. 
 Parada por poco viento. Se inicia la secuencia si se detecta poca generación o vientos muy 
bajos. 
 Parada Manual. Se realiza bajo la supervisión del personal de operación y mantenimiento. 
PROCEDIMIENTO DE PARADA. 
 Parada suave 
Paso fijo. El controlador envía una orden al sistema de captación para desplegar los 
aerofrenos, simultáneamente desconecta generador, revisa la disminución de rpm y 
aplica frenos de forma suave. Al cabo de varios segundos, aplica una presión de frenado 
cada vez mayor hasta conseguir la detención total. 
 Paso Variable. La orden la envía a los actuadores del cambio de 
 paso (pitch) aumentando los grados hasta los 90º (posición de bandera). 
Simultáneamente desconecta el generador y realiza un incremento paulatino de presión 
en el circuito secundario de frenada. 
 Parada de Emergencia. Se produce ante errores importantes, peligro para personas o 
integridad de la turbina. Se aplican frenos con la máxima presión desde el primer 
momento. 
 Cambio devanado generador. No se llega a realizar una parada, sólo una disminución de 
velocidad de giro en el caso de pasar del generador grande al pequeño. En el caso 
contrario, la turbina se desacopla y permite el embalamiento con el viento hasta 
alcanzar la nueva velocidad de sincronismo. 
CONSIDERACIONES DE RUIDO. 
 Ruido Mecánico 
 Ruido de engrane, ruido de rodadura, ruido en el generador eléctrico… 
 Ruido aerodinámico 
Por la rotación de las palas (silbido), en el borde de salida, por vibraciones inducidas en la 
estructura… 
Ruido aerodinámico = f(Vpala) 5 
 
 
ARRANQUE DE UN AEROGENERADOR. 
Cuando la turbina detecta viento en cualquier dirección, por los sensores de velocidad de viento 
(anemómetros de turbina), el controlador realiza las siguientes órdenes al aerogenerador, a 
través de los motores correspondientes: 
Entre 2 - 3 m/s. Envía la orden de posicionarse frente al viento. Esta orden se denomina 
orientación de la turbina. 
A partir de 3 m/s. La orden de desaplicar frenos para permitir el giro de la turbina y comenzar a 
girar por el efecto únicamente del empuje del viento. 
En paso variable, además envía la consigna de posición de las palas progresivamente 
90º a 0º. 
Rpm=>1500. Al llegar a la velocidad de sincronismo del generador solicitado (dependiendo del 
viento, se selecciona un generador u otro con velocidades diferentes), se conecta el generador 
a red de forma suave, contando para ello con electrónica de potencia mediante tiristores. Alrealizar la conexión (dura entre 3 y 4 segundos), se conecta directamente el generador a red, 
mediante un interruptor. 
Conexión directa red. A partir de este momento, el generador queda conectado directamente a 
la red eléctrica general, enviando la energía al sistema nacional. La velocidad es constante y 
limitada únicamente por la frecuencia de la red. Cuando el vient es fuerte, existe una limitación 
de potencia en las palas al incrementar las turbulencias de flujo de aire. 
Paso Variable. El control del aerogenerador se realiza mediante la actuación en el ángulo de 
paso, capturando o limitando la potencia extraída del viento. La velocidad de generación puede 
ser variable. 
 
Anexos