ES2636568T3 - Pala de rotor, elemento de pala de rotor y procedimiento de fabricación - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fabricación de una pala de rotor o de un elemento de pala de rotor de una instalación de energía eólica, que comprende las siguientes etapas: a) puesta a disposición de un molde, b) introducción de una lámina superficial en el molde, opcionalmente tras la puesta a disposición de un agente desmoldeador en el molde, c) introducción de un cuerpo de conformación, preferiblemente de un material de fibras en el molde, opcionalmente introducción de otros componentes de la pala de rotor o del elemento de pala de rotor y/u opcionalmente introducción de un agente de fluidez para una resina endurecible, d) colocación de una lámina superficial como lámina de vacío, e) infusión del cuerpo de conformación, preferiblemente del material de fibras, con una resina endurecible y endurecimiento de la resina para la reacción de las láminas superficiales y de la resina para formar una pala de rotor o un elemento de pala de rotor, en el que la resina y las láminas superficiales están unidas de forma inseparable entre sí.

Description

DESCRIPCION

Pala de rotor, elemento de pala de rotor y procedimiento de fabricacion

5 La presente invencion se refiere a un procedimiento de fabricacion para un elemento de pala de rotor o un apala de rotor.

Las palas de rotor para instalaciones de energfa eolica se conocen desde hace mucho tiempo y estan descritas por ejemplo en los documentos DE 102004007487 A1 y DE 10319246 A1. En su servicio estan expuestas a cargas elevadas por la presion del viento, la erosion, variaciones de la temperatura, radiacion ultravioleta, asf como precipitaciones. Al 10 mismo tiempo, no obstante, las palas de rotor deben ser lo mas ligeras posibles, para mantener lo mas reducidas posibles las cargas por flexion que actuan sobre un cubo de pala de rotor eventualmente existente, asf como los cojinetes correspondientes y la torre de la instalacion de energfa eolica. Ha resultado ser recomendable fabricar las palas de rotor a partir de elementos individuales y de unir estos elementos formando una pala de rotor a modo de una camara hueca. Como elementos de pala de rotor se usan habitualmente un lado de presion de la pala de rotor, un lado de 15 aspiracion de la pala de rotor y una o varias almas de union para unir y reforzar el lado de presion y el lado de aspiracion de la pala de rotor. Tambien ha dado buenos resultados en la practica realizar el lado de presion y el lado de aspiracion de la pala de rotor en una pieza y disponer ya en esta fabricacion almas en los puntos necesarios.

Las palas de rotor y los elementos de pala de rotor se fabrican habitualmente en un procedimiento de conformacion, en 20 el que se insertan materiales de fibras y/o materiales para el nucleo, en particular madera de balsa, en un molde para un elemento de pala de rotor y se solicitan con una resina que endurece para formar un material compuesto resistente en el sentido arriba indicado. Es recomendable usar la resina como resina de infusion en un procedimiento de infusion al vado. Los procedimientos de fabricacion para los elementos compuestos de este tipo estan descritos, por ejemplo, en el documento DE 10344379 A1. En un procedimiento de infusion de este tipo se introduce en primer lugar un agente 25 desmoldeador en un molde de fabricacion, por ejemplo, una lamina de desmoldeo o un desmoldeador. A continuacion, se colocan los materiales de fibras encima, por ejemplo, capas de fibras de vidrio y se cubren con una lamina de vado. La lamina de vado se estanqueiza a lo largo de los bordes del molde de fabricacion. Mediante aspiracion de aire del material de fibras se genera una depresion entre la lamina de vado y el molde de fabricacion, denominada en parte tambien “vado”. Al mismo tiempo se aspira una resina de infusion endurecible de una reserva a la zona solicitada con 30 depresion, para impregnar el material de fibras y ser distribuida uniformemente en el mismo. Hay que procurar en particular que el material de fibras quede impregnado lo mas completamente posible, para evitar inclusiones de gas y microporos que reducen la estabilidad. Habitualmente se intenta favorecer mediante varias alimentaciones de la resina de infusion endurecible una impregnacion uniforme del material de fibras con la resina de infusion. La resina de infusion endurecible se somete aun en el molde de fabricacion a una reaccion de endurecimiento para unirse con el material de 35 fibras formando un elemento compuesto solido. De forma opcional, el elemento compuesto puede seguir endureciendo una vez retirado del molde de fabricacion.

El documento EP 1625929 A1 se refiere a un molde para la fabricacion de un producto moldeado, que presenta un laminado de un material superficial termoplastico y un material estructural. Ademas, el documento EP 1625929 A1 se 40 refiere a un procedimiento para moldear un producto de un material compuesto, en particular un producto grande.

El inconveniente de los procedimientos de conformacion conocidos como el que se ha descrito anteriormente es que para el desmoldeo han de tomarse medidas especiales, para impedir una adherencia del elemento compuesto endurecido al molde o para permitir una separacion del elemento compuesto del molde sin que sufra danos importantes 45 la superficie del elemento compuesto moldeado. Anteriormente a la presente invencion, para ello deben usarse por ejemplo recubrimientos de desmoldeo de los moldes usados y/o los moldes deben recubrirse antes de introducir el material de fibras con una lamina de desmoldeo o similares, que deda separarse del elemento compuesto moldeado despues del moldeo y que deda ser eliminada. Las laminas de desmoldeo y su uso estan descritos por ejemplo en el manual “Faserverbundbauweisen: Fertigungsverfahren mit duroplastischer Matrix”, editorial Springer, 1999, bajo la 50 palabra clave “Trennfolien”. Ademas, se necesitan laminas como laminas de vado. Estas laminas cubren el material de fibras e impiden la entrada de aire durante la infusion con la resina que endurece. Las laminas de vado tambien deben retirarse tras la infusion de la pala de rotor o del elemento de pala de rotor. Ademas, un elemento compuesto fabricado en un procedimiento de infusion al vado presenta microporos en su superficie en su interior. En particular, los microporos en la superficie de una pala de rotor o de un elemento de pala de rotor son poco favorables, puesto que generan 55 irregularidades que pueden formar puntos de ataque para influencias atmosfericas y que reducen, por lo tanto, la durabilidad de la superficie. De forma similar, los microporos en el interior de un elemento de pala de rotor o de una pala de rotor pueden reducir la durabilidad y/o estabilidad de la pala de rotor o del elemento de pala de rotor. Por lo tanto, en muchos casos es necesario cerrar los microporos mediante una masilla tapaporos, antes de endurecer completamente la resina de infusion endurecible. En muchos casos, tambien es necesario repasar la superficie para cerrar los microporos

alK dispuestos.

Para obtener una superfine lo mas duradera posible y resistente a influencias atmosfericas y erosion, se ha intentado usar una capa superficial con un procedimiento de recubrimiento de gel como esta descrito en el documento DE 5 10344379 A1. El inconveniente es que en un procedimiento de este tipo debe respetarse un tiempo de procesamiento maximo, hasta que la mezcla para el recubrimiento de gel haya reaccionado hasta tal punto que pueda recubrirse con material de fibras. Esto conduce a una ralentizacion no deseada del procedimiento de fabricacion de una pala de rotor o de un elemento de pala de rotor. Ademas, despues de la introduccion de la mezcla del recubrimiento de gel debe seguirse rapidamente con el trabajo para permitir una reaccion de la resina de infusion y de la mezcla del recubrimiento 10 de gel parcialmente solidificada. Si se espera demasiado tiempo tras haber transcurrido el penodo de aplicacion, la resina de infusion y la capa superficial de recubrimiento de gel no se unen suficientemente entre sf, de modo que queda reducida la durabilidad del elemento de pala de rotor o de la pala de rotor asf fabricados. Por lo tanto, no es posible interrumpir la fabricacion de un elemento de pala de rotor o de una pala de rotor a libre eleccion en caso de usar un procedimiento de recubrimiento de gel; de este modo, la fabricacion de un elemento de pala de rotor o de una pala de 15 rotor se vuelve inflexible de una forma no deseada. Tambien supone un inconveniente que segun la mezcla usada como recubrimiento de gel queda limitada la eleccion del agente desmoldeador. Si el agente desmoldeador y la mezcla del recubrimiento de gel no son compatibles, se llegan a producir puntos defectuosos en la superficie. Ademas, en la fabricacion de una mezcla de un recubrimiento de gel no puede excluirse que los componentes no queden suficientemente bien mezclados. Esto conduce a una superficie de una estructura irregular con puntos defectuosos, en 20 los que, por ejemplo, no puede adherirse suficientemente un barniz. Los puntos defectuosos de este tipo deben repasarse a mano, lo cual es costoso, para evitar que se desprenda barniz en un momento temprano. Ademas, hay que tener en cuenta que las mezclas para el recubrimiento de gel son fluidas, de modo que al introducirlas en el molde de fabricacion tienden a fluir hacia abajo descendiendo al molde. Para garantizar en cualquier punto un espesor suficiente de una capa superficial fabricada en un procedimiento de recubrimiento de gel, por lo tanto, es necesario usar un exceso 25 de la mezcla para el recubrimiento de gel. A pesar de ello, una capa superficial fabricada en un procedimiento para un recubrimiento de gel no podra presentar el mismo espesor en cualquier punto de una pala de rotor o de un elemento de pala de rotor.

Los procedimientos de fabricacion anteriormente indicados requieren mucho tiempo y son contaminantes por los 30 materiales que se usan en los mismos, en particular los recubrimientos superficiales y las laminas de desmoldeo usadas como artfculos desechables. Por lo demas, en muchos casos es necesario un tratamiento posterior de la superficie del elemento compuesto, en particular de la superficie de una pala de rotor o de un elemento de pala de rotor, para rectificar por ejemplo las estrfas y cantos provocados por las laminas de desmoldeo de la superficie o para reparar danos en la superficie, que se generan al retirar el elemento compuesto de un molde con una capa de desmoldeo defectuosa. Los 35 residuos del agente desmoldeador en la superficie de una pala de rotor o de un elemento de pala de rotor, que pueden formarse en particular al usar recubrimientos de desmoldeo en lugar de laminas de desmoldeo, deben eliminarse ademas de forma costosa a mano y los puntos defectuosos de la superficie que se generan deben repararse.

Ante este panorama, la presente invention sirve para eliminar o reducir los inconvenientes anteriormente descritos. Otras 40 ventajas de la invencion se describiran detalladamente a lo largo de la description, incluidos los ejemplos, o son evidentes para el experto.

Por lo tanto, se indica segun la invencion un procedimiento para la fabricacion de una pala de rotor o de un elemento de pala de rotor segun la reivindicacion 1.

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Si bien en principio ya se conocen palas de rotor o elementos de pala de rotor con laminas dispuestas en su superficie, o bien estas laminas pueden retirarse de la pala de rotor o del elemento de pala de rotor, como por ejemplo una lamina de vado o de desmoldeo, o bien no han reaccionado con la resina para la formation de un elemento de pala de rotor sino que, por lo contrario, se han pegado como una lamina protectora contra la erosion en la pala de rotor o el elemento de 50 pala de rotor o se han fijado de otro modo, dado el caso de forma amovible, posteriormente en la pala de rotor o el elemento de pala de rotor. No obstante, segun la invencion puede evitarse el pegamento para unir la lamina superficial a la resina o al material de fibras. Puesto que, como muestra la experiencia, los pegamentos pueden fallar durante el servicio de una pala de rotor o de un elemento de pala de rotor de una instalacion de energfa eolica y la lamina protectora contra la erosion se desprende en este caso en parte o por completo de la pala de rotor o del elemento de 55 pala de rotor, la invencion permite eliminar esta fuente de fallos. Se anade el hecho de que las laminas pegadas, como las laminas protectoras contra la erosion, tienen un canto, en el que termina la lamina quedando al descubierto la pala de rotor o el elemento de pala de rotor restante. En estos cantos pueden atacar facilmente las influencias atmosfericas y pueden conducir a un dano de la lamina y una reduction de su vida util. Por lo demas, las laminas protectoras contra la erosion tampoco sirven para la conformation de la pala de rotor o del elemento de pala de rotor, sino que estan previstas

para el desgaste y no tienen que cumplir los requisitos descritos al principio que se exigen de palas de rotor y elementos de pala de rotor. Por lo tanto, para la conformacion de una pala de rotor o de un elemento de pala de rotor, el experto no se orienta a laminas de este tipo pegadas posteriormente en la pala de rotor o el elemento de pala de rotor acabado de conformar. En el sentido de la presente invencion, por una lamina superficial se entiende una lamina tal que, tras un 5 endurecimiento al menos parcial de la resina endurecible, ha reaccionado de tal modo con la resina que ya no puede retirarse de la resina sin destruccion de la lamina y/o de la resina; esta unida en el sentido de la invencion de forma no separable (“en una pieza”) a la resina. Esto puede comprobarse preferiblemente mediante la determinacion del valor de resistencia adhesiva al tiro de la forma descrita mas adelante. Es recomendable que las laminas superficiales no tengan ningun recubrimiento que dificulte o impida una reaccion de la resina con la lamina.

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La pala de rotor o el elemento de pala de rotor presenta en particular en su fabricacion una serie de ventajas. En caso de una eleccion adecuada del material de lamina, en particular es posible renunciar a laminas de desmoldeo o agentes desmoldeadores especiales de un molde eventualmente usado para la fabricacion de la pala de rotor o del elemento de pala de rotor. La invencion permite, ademas, renunciar a laminas de vado en la fabricacion de palas de rotor y de 15 elementos de pala de rotor. De este modo se suprimen numerosas etapas en la conformacion de palas de rotor y elementos de pala de rotor, en particular la introduccion y comprobacion de la lamina de vado y/o de desmoldeo introducida, asf como la separacion y eliminacion de la lamina de vado y/o de desmoldeo de la pala de rotor o del elemento de pala de rotor conformado, asf como un tratamiento posterior de la superficie, dado el caso necesario en otro caso, por ejemplo para igualar los defectos superficiales provocados por una lamina de desmoldeo, como estrfas o 20 cantos. Por lo tanto, la invencion permite una aceleracion del procedimiento de fabricacion para palas de rotor y elementos de pala de rotor en un grado sorprendente, asf como una reduccion de los costes de fabricacion. Ademas, un elemento de pala de rotor o una pala de rotor segun la invencion puede fabricarse sin microporos en su superficie provista de la lamina superficial, sin que para ello sea necesario usar una masilla tapaporos. La ausencia de microporos conduce a una resistencia a las influencias atmosfericas y a la erosion mejorada de una forma ventajosa en comparacion 25 con los elementos de pala de rotor y palas de rotor convencionales. Ademas, un elemento de pala de rotor o una pala de rotor segun la invencion presenta una capa superficial de un espesor uniforme, formada por la lamina superficial, cuyo espesor no vana fuertemente en superficies pequenas, como se describira a continuacion mas detalladamente, como podna observarse una y otra vez en el caso de los lfquidos aplicados en el procedimiento de recubrimiento de gel.

30 Fue especialmente sorprendente que realmente pudieran encontrarse laminas que cumplieran los requisitos estrictos descritos al principio que se exigen de palas de rotor y elementos de pala de rotor y que pudieran reaccionar al mismo tiempo con la resina endurecible para formar un elemento de pala de rotor o una pala de rotor. En particular, no podfa contarse con ello porque en el campo tecnico de la invencion hasta ahora se usaban solo laminas desechables y de desgaste con una durabilidad reducida en comparacion con la vida util total de una pala de rotor o de un elemento de 35 pala de rotor, en particular laminas de vado, laminas de desmoldeo y laminas protectoras contra la erosion. Ademas, el experto tema que tener en cuenta que por la reaccion de la resina con la lamina superficial cambian las propiedades de material de la lamina superficial. En vista de la vida util larga pretendida de la pala de rotor o del elemento de pala de rotor, seguramente a los expertos les pareda demasiado arriesgado o demasiado poco prometedor estudiar mas detalladamente el uso de laminas superficiales para la fabricacion de palas de rotor o elementos de pala de rotor 40 conformados.

La lamina superficial y la resina han reaccionado qmmicamente entre sf y no estan unidas entre sf solo por los efectos ffsicos, como por ejemplo adhesion o depresion. La reaccion requiere preferiblemente la realization de enlaces covalentes entre el material de la lamina y la resina endurecida o endurecedora. La lamina superficial se une de forma 45 inseparable (“en una pieza”) a la pala de rotor mediante la reaccion como se ha descrito anteriormente. A continuacion, se describiran mas detalladamente materiales adecuados para las laminas superficiales y resinas.

En formas de realizacion especialmente preferibles, la pala de rotor o el elemento de pala de rotor comprende un material de fibras que esta impregnado con la resina endurecible o endurecida en el elemento de pala de rotor acabado o en la 50 pala de rotor acabada. Un material de fibras preferible son fibras de vidrio y/o fibras de carbono. Ademas del material de fibras, la pala de rotor o el elemento de pala de rotor tambien pueden contener otros materiales de nucleo como cuerpo estructural, por ejemplo, elementos de madera de abedul y/o de balsa y/o cuerpos de espuma. En la medida en la que, en esta description, los ejemplos y las reivindicaciones se habla de una pala de rotor o de un elemento de pala de rotor, esto se refiere tambien a una pala de rotor o un elemento de pala de rotor que contiene un material de fibras, impregnado 55 con la resina, siempre que no resulte expresamente otra cosa por el contexto. Una ventaja de las palas de rotor y elementos de pala de rotor que contienen un material de fibras de este tipo es su estabilidad acompanada de un peso reducido. Tambien es ventajosa la buena conformabilidad antes de haber endurecido la resina.

El elemento de pala de rotor para una instalacion de energfa eolica es preferiblemente un alma, una coquilla exterior de

la pala de rotor y las partes de la misma, en particular una semicoquilla del lado de presion (denominado tambien lado de presion de la pala de rotor) o del lado de aspiracion (denominado tambien lado de aspiracion de la pala de rotor) un canto delantero de la pala de rotor, un canto posterior de la pala de rotor, una punta de la pala de rotor, una brida de larguero, una escuadra para pegar, un refuerzo por brida, un refuerzo interior para los medios de fijacion, una camara de lastre o 5 una camara de equilibrado. Los elementos de pala de rotor especialmente preferibles segun la invention son semicoquillas del lado de aspiracion y del lado de presion.

Los elementos de pala de rotor de este tipo presentan en parte unas medidas grandes. Esto exige requisitos adicionales de la lamina superficial, puesto que numeros materiales de laminas no pueden comprarse habitualmente en medidas 10 suficientemente grandes en el comercio. Las medidas especialmente preferibles de elementos de pala de rotor y palas de rotor son:

- coquilla exterior, incluido el lado de presion de la pala de rotor y/o el lado de aspiracion de la pala de rotor, bridas de larguero, escuadras para pegar: longitud de 1 m a 150 m, preferiblemente de 1,8 m a 80 m y de forma especialmente

15 preferible de 3 m a 60 m; anchura maxima: de 0,05 m a 20 m, preferiblemente de 0,1 m a 12 m y de forma especialmente preferible de 0,2 m a 7 m;

- almas: longitud de 0,2 m a 150 m, preferiblemente de 0,5 m a 80 m y de forma especialmente preferible de 1 m a 50 m; anchura maxima: de 0,01 m a 20 m, preferiblemente de 0,03 m a 12 m y de forma especialmente preferible de 0,5 m a 7

20 m.

Por consiguiente, es preferible una pala de rotor o un elemento de pala de rotor en la/el que la lamina superficial tiene una superficie de 0,001 m2 a 3000 m2, preferiblemente de 0,003 m2 a 1300 m2 y de forma especialmente preferible de 0,005 m2 a 500 m2.

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Es especialmente preferible que la lamina superficial de la pala de rotor o del elemento de pala de rotor este realizada en una pieza y no este compuesta por varios trozos separados de lamina. En la medida en la que, en esta description, incluidos los ejemplos, asf como la revindication se habla de una lamina superficial, esto siempre se refiere al menos a una lamina superficial realizada en una pieza, siempre que no se indique expresamente otra cosa.

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No obstante, en otra forma de realization preferible ha de preverse una lamina superficial soldable, de modo que la pala de rotor o el elemento de pala de rotor tiene varias laminas superficiales que originalmente son individuales, unidas entre sf mediante soldadura.

35 Es preferible que la lamina superficial de la pala de rotor o del elemento de pala de rotor presente

a) un espesor medio de 20 a 2500 pm, preferiblemente de 30 a 1600 pm, y de forma especialmente preferible de 50 a 1000 pm, y/o

40 b) un espesor mmimo de al menos 5 pm, preferiblemente de al menos 10 pm.

Estos datos se refieren al espesor de la lamina superficial, despues de haber reaccionado la resina con la lamina superficial para formar la pala de rotor o el elemento de pala de rotor en una pieza. Si para la fabrication del elemento de pala de rotor o de la pala de rotor se usa un procedimiento de embuticion profunda, como es especialmente preferible y 45 como se describira a continuation mas detalladamente, la lamina superficial puede tener antes de la reaction con la resina un espesor medio mas grande o un espesor mmimo mas grande, para compensar la perdida de espesor causada por la embuticion profunda. La lamina superficial tiene preferiblemente antes de una embuticion profunda de este tipo un espesor de 20 a 2500 pm, preferiblemente de 30 a 1600 pm, y de forma especialmente preferible de 50 a 1000 pm.

50 En el sentido de un ejemplo de realizacion, el espesor medio es la media aritmetica del espesor de la lamina superficial en un muestreo de lugares al azar representativo para la pala de rotor o el elemento de pala de rotor. El espesor mmimo es a su vez el espesor mas fino de la lamina superficial del elemento de pala de rotor o de la pala de rotor correspondiente segun la invencion.

55 Una lamina superficial adecuada para la embuticion profunda esta caracterizada preferiblemente por una extensibilidad del 0 al 1000 %, preferiblemente del 50 al 650 %. Se entiende que, para la fabricacion de elementos de pala de rotor no bombeados, la lamina superficial no tiene que ser apta para la embuticion profunda.

La lamina superficial es (al menos antes de la reaccion con la resina), preferiblemente una lamina polimerica

termoplastica. Son especialmente preferibles las laminas de los poKmeros (denominaciones abreviadas segun DIN 7728 T1) ABS, AMMA, ASA, CA, CAB, EP, EVA, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PE, HDPE, LDPE, LLDPE, PC, PET, PMMA, PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT, PPE, POM, PP-EPDM y UP. Es especialmente preferible como lamina superficial una lamina de poliuretano, siendo especialmente preferibles las laminas de poliuretano-eter. Con poliuretano y 5 en particular con laminas de eter correspondientes pueden ajustarse propiedades especialmente buenas de la lamina superficial, asf como de la pala de rotor acabada o del elemento de pala de rotor acabado. Las laminas de este tipo son, en particular, muy extensibles y pueden usarse por consiguiente bien en un procedimiento de fabricacion mediante embuticion profunda, como ha de usarse para las palas de rotor y los elementos de pala de rotor. Las laminas superficiales de este tipo pueden fabricarse, ademas, sin microporos y mantienen la ausencia de microporos tambien tras 10 una etapa de embuticion profunda prevista para las palas de rotor y los elementos de pala de rotor. Esto alarga la vida util de una pala de rotor o de un elemento de pala de rotor provisto de una lamina superficial. Las laminas superficiales alifaticas son ademas resistentes contra las influencias atmosfericas y el agua condensada, lo cual es una ventaja; puesto que los materiales seleccionados de este tipo son ademas resistentes a la radiacion ultravioleta, pueden proteger ademas el material dispuesto por debajo, en particular la resina endurecida al menos en parte, contra la radiacion 15 ultravioleta.

Las laminas superficiales tambien pueden ser en particular bien soldables y facilitan asf reparaciones pequenas durante la duracion de servicio o la fabricacion de la pala de rotor o del elemento de pala de rotor, como en ocasiones son inevitables, por ejemplo, por el impacto de pequenas piedras o de granizo. Es especialmente ventajoso que las laminas 20 superficiales de este tipo puedan soldarse con procedimientos habituales. En lugar de laminas soldables, para palas de rotor y elementos de pala de rotor seleccionados tambien pueden usarse laminas superficiales tubulares.

Ademas, es especialmente ventajoso para las instalaciones de energfa eolica que sea posible imprimir, tenir o proveer de forma duradera con tinta las laminas de poliuretano, de modo que pueden aplicarse, por ejemplo, senalizaciones como 25 son necesarias por razones relacionadas con la seguridad de los vuelos. Las senalizaciones correspondientes se describiran mas adelante. Las laminas superficiales con materiales de lamina de este tipo y en particular las laminas superficiales de poliuretano presentan una buena resistencia a las temperaturas y a las influencias atmosfericas, no contienen disolventes y/o plastificantes, lo cual es ventajoso, y tienen preferiblemente una gran resistencia a la abrasion y una gran resistencia a la penetracion por impacto.

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Antes de la reaccion con la resina, la lamina superficial para elementos de pala de rotor o palas de rotor esta preferiblemente reticulada de forma incompleta o es un prepolfmero. Gracias a la reticulacion incompleta, la lamina superficial es adecuada de forma ventajosa para la reaccion y para la formacion de enlaces covalentes con la resina endurecible para formar una pala de rotor o un elemento de pala de rotor realizado en una pieza en el sentido de la 35 invencion. Esto puede favorecerse preferiblemente porque la lamina superficial es provista por ejemplo mediante un tratamiento con plasma con grupos reactivos adicionales, en particular con grupos OH. Gracias al tratamiento con plasma y los grupos reactivos adicionales puede conseguirse una reaccion especialmente mtima de la lamina superficial con la resina, para formar una pala de rotor o un elemento de pala de rotor realizado en una pieza en el sentido de la invencion.

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Es recomendable que la resina endurecible para un elemento de pala de rotor o una pala de rotor sea una resina de reaccion y preferiblemente una resina epoxi. Son especialmente preferibles las resinas epoxi de baja viscosidad sin disolventes o sustancias de carga. Los sistemas de resinas epoxi de este tipo pueden usarse preferiblemente para el procesamiento de fibras de vidrio, fibras de carbono y/o fibras de aramida y son adecuados para la fabricacion de 45 componentes bajo altas cargas estaticas y dinamicas, como palas de rotor y elementos de pala de rotor.

Se entiende que la resina endurecible tras la reaccion con la lamina superficial para formar una pala de rotor o un elemento de pala de rotor en una pieza ya no tiene que ser endurecible en mayor grado o al menos no sustancialmente. El experto entiende por el concepto “resina endurecible” en relacion con la presente invencion una indicacion de una 50 propiedad basica de la resina y no como propiedad de material aun realmente existente en la pala de rotor o en el elemento de pala de rotor. Tras la reaccion de la resina con la lamina superficial para formar la pala de rotor o el elemento de pala de rotor, la resina ha de entenderse como ya endurecida, siempre que no se diga expresamente otra cosa, respecto a la lamina superficial, puesto que la resina y la lamina superficial han reaccionado entre sf, de modo que estan unidas de forma inseparable entre sf en el sentido de la invencion descrito al principio. Por consiguiente, la resina 55 tambien puede seguir endureciendo tras la realization de una union inseparable en el sentido de la invencion con la lamina superficial, por ejemplo, en su interior. Esto permite retirar un elemento de pala de rotor o una pala de rotor segun la invencion ya de su molde de fabricacion y de cargar el mismo para la fabricacion de un nuevo elemento de pala de rotor o de una nueva pala de rotor antes de haber endurecido por completo la resina del elemento de pala de rotor o de la pala de rotor que se acaba de conformar en el molde de fabricacion. Para el experto se sobreentiende que el

endurecimiento puede haberse realizado de distintas formas, en particular usandose un agente endurecedor. En la medida en la que, en esta descripcion, los ejemplos, y las reivindicaciones no se indique otra cosa, el concepto “resina endurecible” significa preferiblemente siempre un sistema de resina-agente endurecedor.

5 El experto puede elegir con ayuda de esta descripcion y de los ejemplos unas combinaciones adecuadas de materiales de laminas superficiales y resinas. Puede orientarse en particular por el documento DE 102006051897 A1.

Los materiales de la resina y de la lamina superficial estan adaptados de forma especialmente preferible para alcanzar un valor de resistencia adhesiva al tiro de al menos 1 MPa segun DIN EN ISO 4624, preferiblemente de al menos 5 MPa. 10 Estos valores de resistencia adhesiva al tiro pueden conseguirse en particular mediante una resina epoxi y una lamina de poliuretano. Tambien con estos materiales para la resina y la lamina superficial puede conseguirse un agrietado segun DIN EN ISO 4628-4 de 0 (S0) y una descamacion segun DlN EN ISO 4628-5 de 0 (S0). Antes de una comprobacion de las propiedades, la probeta respectivamente usada debe almacenarse durante 7 dfas en condiciones normalizadas segun Din EN 23270 (23°C, 50 % de humedad relativa del aire).

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Tambien es preferible que la lamina superficial presente en su lado no orientado hacia la resina una rugosidad Rz de un maximo de 8 pm segun DIN EN ISO 42087 y 4288 con una distancia medida de al menos 12,5 mm.

Otra ventaja de las laminas de poliuretano es la ausencia de poros. Esto permite la fabricacion de palas de rotor y 20 elementos de pala de rotor especialmente lisos y resistentes.

La lamina superficial puede ser transparente o tenida. Las laminas superficiales transparentes facilitan detectar puntos defectuosos de la union entre la lamina superficial y la resina endurecible. La lamina puede ser tenida ya antes de la reaccion con la resina, puede cambiarse su color por o durante la reaccion o puede tenirse posteriormente, por ejemplo, 25 mediante barnizado. Ademas, la lamina puede ser mateada o puede matearse tras la reaccion. Son especialmente preferibles las laminas superficiales con un grado de brillo no superior a 30 GE segun DIN 67530.

Los elementos de pala de rotor o laminas superficiales tenidas se tienen preferiblemente en uno o varios de los colores gris agata RAL 7038, rojo trafico 3020, naranja trafico RAL 2009, blanco trafico RAL 9016 y rojo fuego RAL 3000. La pala 30 de rotor o el elemento de pala de rotor puede estar barnizada/barnizado adicionalmente en la lamina superficial. Es preferible una pala de rotor o un elemento de pala de rotor cuya punta esta provista de un barniz de senalizacion en rojo trafico RAL 3020, naranja trafico RAL 2009 o rojo fuego RAL 3000.

Ademas, se indica una pala de rotor con un elemento de pala de rotor, asf como una instalacion de energfa eolica con 35 una pala de rotor o un elemento de pala de rotor. La instalacion de energfa eolica realiza las ventajas que pueden conseguirse con la pala de rotor o el elemento de pala de rotor.

Segun otro aspecto se indica ademas un procedimiento de fabricacion de una pala de rotor o de un elemento de pala de rotor de una instalacion de energfa eolica segun la reivindicacion 1.

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Tras la reaccion, la resina endurecible y la lamina superficial estan unidos de forma inseparable entre sf en el sentido de la invencion, al menos en el tramo en el que han reaccionado una con la otra. Tras la reaccion, puede separarse la lamina superficial dado el caso sobresaliente, que no ha reaccionado.

45 La invencion se explicara a continuacion mas detalladamente con ayuda de los ejemplos.

Ejemplo 1: (No forma parte de la invencion) Pala de rotor con lamina superficial como lamina de vado

En una forma de realization de la pala de rotor de la instalacion de energfa eolica segun la invencion y de su 50 procedimiento de fabricacion se pone a disposicion un molde para una pala de rotor de dos partes, con cierre. En el molde para la pala de rotor se introduce un recubrimiento para el desmoldeo. En el recubrimiento para el desmoldeo se coloca una estructura suelta de fibras de vidrio, asf como segun las necesidades un cuerpo formado de madera de balsa y otros materiales de nucleo y componentes insertados. A continuacion, se coloca otra capa de una estructura suelta de fibras de vidrio, asf como agentes de fluidez para facilitar la infusion de la estructura suelta y de los materiales de nucleo. 55 Finalmente se coloca una lamina superficial de poliuretano como lamina de vado. La lamina de vado sirve para mantener un vado durante la infusion con resina de infusion.

A continuacion, el molde se cierra y se evacua el aire mediante la aplicacion de un vado adecuado (valor comprobado: 0,5 mbar de presion absoluta) para la aspiration de una resina epoxi sin sustancias de carga, que contiene un agente

endurecedor. La resina se aspira e infunde en la estructura suelta, preferiblemente a una temperature de resina de aproximadamente 45 °C.

Tras la infusion, la resina endurece durante aproximadamente 4 horas. A continuacion, el molde se abre y se retira la 5 pala de rotor. La lamina superficial ha reaccionado con la resina y ya no puede separarse de la pala de rotor restante sin danar la lamina superficial y/o la resina endurecida.

A continuacion, la pala de rotor puede someterse opcionalmente a un tratamiento superficial, por ejemplo, aplicandose una senalizacion para garantizar la seguridad de los vuelos.

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Ejemplo 2: Pala de rotor con lamina superficial en lugar de un recubrimiento de desmoldeo

En otra forma de realizacion, se fabrica una pala de rotor, sustancialmente de la forma descrita en el ejemplo 1. No obstante, tras la puesta a disposicion de un molde para una pala de rotor de dos partes con cierre no se introduce un 15 recubrimiento de desmoldeo en el molde para la pala de rotor. En lugar de ello, se introduce una lamina superficial en el molde para la pala de rotor. En la lamina superficial se coloca de la forma descrita en el ejemplo 1 una estructura suelta de fibras de vidrio, asf como segun las necesidades un cuerpo formado de madera de balsa y otros materiales de nucleo y componentes insertados. Tras la colocacion de otra capa de una estructura suelta de fibras de vidrio y la introduccion de agentes de fluidez se coloca una lamina superficial de poliuretano como lamina de vado. A continuacion, de la misma 20 forma que se ha descrito en el ejemplo 1, se infunde una resina epoxi de infusion, se endurece y se retira la pala de rotor y se somete opcionalmente a un tratamiento superficial. La lamina superficial ha reaccionado con la resina y ya no puede separarse de la pala de rotor restante sin danar la lamina superficial y/o la resina endurecida.

Ejemplo 3. (No forma parte de la invencion) Procedimiento de reparacion con infusion de resina 25

Se pone a disposicion una pala de rotor con una zona superficial defectuosa. La zona superficial defectuosa se quita, de modo que se genera una escotadura en la pala de rotor en lugar de la zona superficial defectuosa. En la escotadura se introduce una estructura suelta de fibras de vidrio. A continuacion, se colocan agentes de fluidez para facilitar la infusion de la estructura suelta. La estructura suelta se cubre con una lamina superficial de poliuretano. En la lamina superficial se 30 coloca un cuerpo de conformacion para reproducir el contorno superficial original no danado de la pala de rotor en la zona superficial defectuosa y conseguir una superficie lisa. En la lamina superficial y el cuerpo de conformacion se coloca una lamina de vado, para favorecer el mantenimiento de una depresion durante la infusion y apretar el cuerpo de conformacion contra la superficie de la pala de rotor. Mediante la aplicacion de una depresion y la aspiracion de gas de la estructura suelta de fibras de vidrio se infunde una resina epoxi en la estructura suelta de fibras de vidrio. La resina 35 endurece al menos en parte, de modo que reacciona con la lamina superficial donde la resina y la lamina superficial entran en contacto una con la otra para provocar allf una union entre la lamina superficial y la resina endurecible inseparable en el sentido de la invencion. A continuacion, se retiran la lamina de vado y el cuerpo de conformacion y, en la medida necesaria, la lamina superficial no unida a la resina. Se obtiene una superficie de la pala de rotor nuevamente formada con el mismo contorno que la superficie original no danada, que en caso necesario puede ser barnizada.

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Ejemplo 4: (No forma parte de la invencion) Procedimiento de reparacion con aspiracion de resina

Como se ha descrito en el ejemplo 3, se genera una escotadura en una pala de rotor en un punto defectuoso para eliminar el punto defectuoso. A diferencia del ejemplo 3, se introduce una estructura suelta de fibras de vidrio en la 45 escotadura que ya esta impregnada con un exceso de resina endurecible. A continuacion, se prosigue como se describe en el ejemplo 3, de modo que, al aplicarse la depresion, se expulsa la resina sobrante de la estructura suelta de fibras de vidrio. Tras el endurecimiento al menos parcial de la resina se obtiene una superficie de la pala de rotor nuevamente formada con el mismo contorno que la superficie original no danada, que en caso necesario puede ser barnizada.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1. Procedimiento para la fabricacion de una pala de rotor o de un elemento de pala de rotor de una

   instalacion de energfa eolica, que comprende las siguientes etapas:

   a) puesta a disposicion de un molde,

   b) introduccion de una lamina superficial en el molde, opcionalmente tras la puesta a disposicion de un agente desmoldeador en el molde,

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   c) introduccion de un cuerpo de conformacion, preferiblemente de un material de fibras en el molde, opcionalmente introduccion de otros componentes de la pala de rotor o del elemento de pala de rotor y/u opcionalmente introduccion de un agente de fluidez para una resina endurecible,

   15 d) colocacion de una lamina superficial como lamina de vado,

   e) infusion del cuerpo de conformacion, preferiblemente del material de fibras, con una resina endurecible y endurecimiento de la resina para la reaccion de las laminas superficiales y de la resina para formar una pala de rotor o un elemento de pala de rotor, en el que la resina y las laminas superficiales estan unidas de forma inseparable entre sf