ES2828631T3 - Procedimiento para la reparación en el sitio de un componente de turbina eólica - Google Patents

Abstract

Un procedimiento (1) para la reparación en el sitio de una superficie (5, 25) de un componente (10, 24) en una turbina eólica (100), comprendiendo el procedimiento (1): - generar (30) un modelo digital de la superficie (5, 25) del componente (10, 24) que se va a reparar mediante el uso de un dispositivo de escaneo (91), en el que el modelo digital representa la superficie (5, 25) en un estado dañado; - generar (40), mediante un procesador (92), un esquema de reparación de la superficie (5, 25) en base al modelo digital y a un estado deseado de la superficie (5, 25) del componente (10, 24), en el que el estado deseado representa un estado posterior a la reparación de la superficie (5, 25) del componente (10, 24); - proporcionar (50) el esquema de reparación a una disposición de impresión 3D (95); e - imprimir (60) con uno o más materiales seleccionados (96), usando la disposición de impresión 3D (95), en la superficie (5, 25) que se va a reparar, en el que la impresión se realiza de acuerdo con el esquema de reparación en el que el estado deseado de la superficie (5, 25) del componente (10, 24) es un estado modificado de la superficie (5, 25) del componente (10, 24), en el que el estado modificado de la superficie (5, 25) del componente (10, 24) es diferente de un estado nativo de la superficie (5, 25) del componente (10, 24).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para la reparación en el sitio de un componente de turbina eólica

La presente invención se refiere en general a la reparación de componentes de turbinas eólicas y, en particular, a procedimientos para la reparación en el sitio de componentes de turbinas eólicas.

Hoy en día, varios componentes de turbinas eólicas, tales como palas, están hechos de materiales compuestos de plástico reforzado con fibra. Se sabe que la erosión de la superficie de los componentes y en particular del borde delantero de dichas palas de rotor de turbina eólica se produce durante el funcionamiento. La erosión del borde delantero de una pala de turbina puede reducir la eficiencia de la pala y, por tanto, la potencia de salida de la turbina.

Las palas de rotor de turbina eólica, tanto de las turbinas eólicas marinas como de las turbinas eólicas terrestres, se ven especialmente afectadas por el desgaste que se produce cuando las palas resultan impactadas por partículas o gotas en el aire ambiente, lo que da como resultado la degradación del borde delantero de la pala de rotor de turbina eólica. Las partículas y gotas están presentes en el aire ambiente y se originan a partir del polvo, la lluvia, la nieve, etc. y causan la erosión del borde delantero de las palas de turbina eólica por el desgaste por impacto, lo que reduce la eficiencia aerodinámica de la pala y, por tanto, la potencia de salida máxima de la turbina eólica. La erosión también afecta a otras partes de las palas, por ejemplo, la superficie de la cubierta de la pala además del borde delantero.

La erosión en una pala de turbina puede penetrar en el laminado reforzado con fibra estructural que lleva a un fallo grave en la pala de turbina que requiera reparación, lo que puede ser muy costoso para los operarios de la turbina y puede implicar un tiempo de inactividad considerable para la turbina eólica afectada que requiere el desmantelamiento y el transporte del componente afectado a un taller de reparaciones. Esto es especialmente cierto para las turbinas eólicas marinas porque sus costes de mantenimiento son extremadamente altos. Esta es la razón por la que en general se prevé un sistema de superficie en el borde delantero de las palas de rotor de turbina eólica de las turbinas eólicas terrestres y marinas.

Los procedimientos de reparación incluyen en general un restablecimiento de los sistemas de superficie que comprenden principalmente relleno y pintura. En caso de degradación grave, puede ser necesario un laminado. Se usan diferentes soluciones para proteger y/o reparar los bordes delanteros de las palas compuestas, incluyendo las cintas adhesivas de plástico.

El documento EP2497943 A1 divulga una pala de turbina eólica con una superficie mejorada, en la que se dispone una cinta de plástico en localizaciones específicas de la pala para reforzar la superficie de la pala. La vida útil de las cintas de protección contra la erosión será de aproximadamente entre 5 y 8 años, dependiendo de las condiciones ambientales de la localización de la turbina eólica, así como de las condiciones de funcionamiento de la turbina. En general, una cinta de protección contra la erosión se romperá debido a una fuerte erosión, lo que causará que la capa que queda en la pala de rotor se agite libremente con el viento. Este aleteo dará como resultado una pérdida de rendimiento aerodinámico de la pala, así como la generación de ruido. Los documentos US 2017/113799 A1, EP 2700811 A1, US 2016/159011 A1 y WO 2018/113875 A1 divulgan las palas de turbina eólica de la técnica anterior.

Otras soluciones sugieren recubrimientos de protección contra la erosión aplicados con brocha, rodillo, espátula o aerosol. En general, dichos recubrimientos deben aplicarse a un determinado nivel de humedad y dentro de una ventana de temperatura especial, por ejemplo, 20 y 25 grados Celsius. Por tanto, estas soluciones no se pueden usar en el campo, por ejemplo, en parques eólicos marinos o en localizaciones de turbinas eólicas que en general son más frías o más calientes que la ventana de temperatura especial.

La aplicación de revestimiento o cinta protectora o el uso de cargas tiene dos desventajas principales además de otras. En primer lugar, todos requieren que el componente se lleve a los talleres de reparación para llevar a cabo la reparación. En segundo lugar, la aplicación de revestimiento o cinta o material de relleno es tosca y deja imperfecciones en la superficie.

Otras soluciones sugieren conectar una cubierta protectora o capa hecha de un material polimérico en la parte delantera de una pala de turbina eólica durante la fabricación o instalación de la pala, especialmente aplicada a la sección del borde delantero de la pala de rotor de turbina eólica. La cubierta protectora está destinada a evitar la erosión de la cubierta de la pala y, en su lugar, sufrir la erosión. Sin embargo, la cubierta protectora una vez erosionada también requiere reparación o sustitución. La reparación de la cubierta protectora tiene las mismas dos desventajas principales mencionadas anteriormente, mientras que la sustitución es costosa y requiere mucho tiempo. Además, las cubiertas protectoras están a menudo en múltiples piezas pequeñas que se combinan en la pala produciendo juntas que son sensibles.

El objetivo de la presente invención es, por tanto, proporcionar un procedimiento de reparación para componentes de turbina eólica Z de acuerdo con la reivindicación 1 que se pueda realizar en el sitio de la instalación de la turbina eólica, que sea preciso y, por tanto, no dé como resultado imperfecciones superficiales como resultado de la reparación, y eso no requiere la sustitución del componente.

Los objetivos mencionados anteriormente se logran mediante un procedimiento para la reparación en el sitio de una superficie del componente de una turbina eólica de acuerdo con la reivindicación 1 de la presente técnica. Modos de realización ventajosos de la presente técnica se proporcionan en las reivindicaciones dependientes.

En la presente técnica, se presenta un procedimiento para la reparación en el sitio de una superficie de un componente en una turbina eólica. El procedimiento se realiza en el lugar de instalación de la turbina eólica sin desmontar ninguno de los componentes de la turbina eólica.

En el procedimiento, se genera un modelo digital de la superficie del componente que se va a reparar usando un dispositivo de escaneo, por ejemplo, un escáner 3D. El modelo digital, es decir, un conjunto de datos 3D, representa la superficie en un estado dañado, es decir, mapea uno o más daños, tales como grietas o sitios de erosión, junto con la localización de cada uno de dichos daños. El modelo digital se proporciona a un procesador o se genera por el procesador usando los datos del escáner. Posteriormente, usando el procesador, se genera un esquema de reparación para la superficie. El esquema de reparación se basa en el modelo digital y en un estado deseado de la superficie del componente. El estado deseado representa un estado posterior a la reparación de la superficie del componente, por ejemplo, el estado deseado representa un estado nativo, es decir, un estado del componente antes del daño, tal como en el momento de la instalación. Otro ejemplo de estado deseado es un estado modificado, es decir, un estado al que se va a dar forma a la superficie del componente, diferente del estado original, para las propiedades aerodinámicas y/o mecánicas deseadas del componente. El estado deseado se puede predeterminar usando un medio externo tal como un procesador externo y un algoritmo de diseño asociado. De forma alternativa, el procesador puede generar el estado deseado a partir del modelo digital y usando algoritmos de corrección de forma y modelos de diseño. El esquema de reparación así generado por el procesador incluye información sobre qué parte o partes de la superficie deben repararse y cuánto se debe reparar cada parte o, en otras palabras, en qué parte de la superficie dañada debe depositarse una impresión 3D y cuánto material de impresión, por ejemplo materiales reactivos o uno o más materiales termoplásticos, debe depositarse en cada una de dichas localizaciones. A continuación, en el procedimiento, el esquema de reparación, es decir, un conjunto de instrucciones generadas por el procesador para una configuración de impresión 3D, se proporciona a la configuración de impresión 3D que está idealmente equipada con un cabezal de impresión 3D para depositar el material de impresión y un mecanismo de posicionamiento para localizar el cabezal de impresión 3D en diferentes localizaciones de acuerdo con el esquema de reparación. El mecanismo de posicionamiento se puede controlar por el usuario o ser autónomo, por ejemplo, un robot o un accionamiento por cable. Posteriormente, en el procedimiento, la superficie dañada del componente se imprime con uno o más materiales seleccionados, usando la configuración de impresión 3D y de acuerdo con el esquema de reparación. Las deposiciones del material de impresión están en la localización dañada y, por tanto, la superficie dañada se repara y transforma mediante la impresión 3D del estado dañado al estado deseado.

El procedimiento mencionado anteriormente de acuerdo con la presente técnica tiene varias ventajas. Primero, dado que la impresión 3D es sensible, se puede lograr una forma muy precisa de la superficie dañada en comparación con las herramientas mecánicas operadas por el usuario. En segundo lugar, la forma de la superficie dañada no solo se puede restaurar, sino que también se puede modificar al estado deseado y por tanto permitir alteraciones ventajosas de la forma del componente. En tercer lugar, el procedimiento que usa un mecanismo de posicionamiento autónomo evita parcial o completamente cualquier intervención humana o requisitos de experiencia y, por tanto, haciendo que el procedimiento sea más sólido y sin errores. Por último, el procedimiento se realiza en el sitio de instalación de la turbina eólica y no requiere el desmontaje de las turbinas eólicas, reduciendo por tanto el tiempo de inactividad para las operaciones de reparación y mantenimiento.

En un modo de realización del procedimiento, el componente que se va a reparar es una pala de la turbina eólica. Más en particular, el componente es un borde delantero de la pala de la turbina eólica o es una cubierta protectora unida al borde delantero. El procedimiento también es adecuado para reparar otras partes de la pala, tal como la sección de raíz, el borde trasero, etc., o el buje de la turbina eólica.

Los atributos mencionados anteriormente y otras características y ventajas de la presente técnica y la manera de alcanzarlos resultarán más evidentes y la presente técnica en sí misma se entenderá mejor haciendo referencia a la siguiente descripción de modos de realización de la presente técnica tomados en conjunto con las figuras adjuntas, en las que:

la FIG. 1 representa esquemáticamente una turbina eólica que tiene una pala de rotor de turbina eólica a la cual se aplica un procedimiento de reparación de acuerdo con la presente técnica en el sitio de instalación de la turbina eólica y sin retirar el componente que se va a reparar de la turbina eólica;

la FIG. 2 representa esquemáticamente la pala de rotor de turbina eólica a la cual se aplica un procedimiento de reparación de acuerdo con la presente técnica;

la FIG. 3 es un diagrama de flujo que representa el procedimiento de la presente técnica;

la FIG. 4 representa esquemáticamente una cubierta protectora de borde delantero que se repara mediante el procedimiento de la presente técnica;

la FIG. 5 representa esquemáticamente la cubierta protectora de borde delantero de la FIG. 4 reparada mediante el procedimiento de la presente técnica;

la FIG. 6 representa esquemáticamente el borde delantero que se está reparando mediante el procedimiento de la presente técnica;

la FIG. 7 representa esquemáticamente un esquema de reparación usado en el procedimiento de la presente técnica;

la FIG. 8 representa esquemáticamente en la región en caja una sección de borde delantero dañada y también representa la superficie aerodinámica restante de la pala de turbina eólica en línea de puntos para facilitar la comprensión;

la FIG. 9 representa esquemáticamente en la región en caja la sección de borde delantero de la FIG. 8 después de restaurarse a su estado original y también representa la superficie aerodinámica restante de la pala de turbina eólica en línea de puntos para facilitar su comprensión; y

la FIG. 10 representa esquemáticamente en la región en caja la sección de borde delantero de la FIG. 8 después de restaurarse a un estado modificado y también representa la superficie aerodinámica restante de la pala de turbina eólica en línea de puntos para facilitar la comprensión.

A continuación en el presente documento, se describen en detalle las características mencionadas anteriormente y otras de la presente técnica. A continuación, se describen diversos modos de realización con referencia a las figuras, en las que se usan números de referencia similares para referirse a elementos similares en todo el documento. En la siguiente descripción se exponen, con propósitos explicativos, numerosos detalles específicos con el fin de proporcionar un entendimiento exhaustivo de uno o más modos de realización. Se puede observar que los modos de realización ilustrados están destinados a explicar, y no a limitar la invención. Puede resultar evidente que dichos modos de realización se pueden practicar sin estos detalles específicos.

La FIG. 1 muestra un modo de realización ejemplar de una turbina eólica 100 de la presente técnica. La turbina eólica 100 incluye una torre 120, que está montada sobre un cimiento (no mostrado). Una góndola 122 está montada en la parte superior de la torre 120 y puede rotar con respecto a la torre 120 por medio de un mecanismo de ajuste de ángulo de guiñada 121, tal como cojinetes de guiñada y motores de guiñada. El mecanismo de ajuste de ángulo de guiñada 121 funciona para hacer rotar la góndola 122 alrededor de un eje vertical (no mostrado) denominado eje de guiñada, que está alineado con la extensión longitudinal de la torre 120. El mecanismo de ajuste de ángulo de guiñada 121 hace rotar la góndola 122 durante el funcionamiento de la turbina eólica 100 para garantizar que la góndola 122 esté alineada apropiadamente con la dirección del viento actual al cual está sometido la turbina eólica 100.

La turbina eólica 100 incluye además un rotor 110 que tiene al menos una pala de rotor 10, y en general tres palas de rotor 10, aunque en la vista en perspectiva de la FIG. 1 solo son visibles dos palas de rotor 10. Una de las palas de rotor 10 se representa esquemáticamente en la FIG. 2. El rotor 110 puede rotar alrededor de un eje de rotación 110a. Las palas de rotor 10, a continuación en el presente documento también denominadas palas 10 o pala 10 cuando se refiere a una de las palas 10, están montadas, en general, en un collar de accionamiento 112, también denominado buje 112. El buje 112 está montado de forma rotatoria con respecto a la góndola 122 por medio de un cojinete principal (no mostrado). El buje 112 es rotatorio alrededor del eje de rotación 110a. Cada una de las palas 10 se extiende radialmente con respecto al eje de rotación 110a y tiene una sección de superficie aerodinámica 20.

Entre el buje 112 y cada una de las palas de rotor 10, se proporciona un mecanismo de ajuste de pala 116 con el fin de ajustar el ángulo de paso de pala de la pala 10 haciendo rotar la respectiva pala 10 alrededor de un eje longitudinal (no mostrado) de la pala 10. El eje longitudinal de cada una de las palas 10 está alineado sustancialmente paralelo con la extensión longitudinal de la respectiva pala 10. El mecanismo de ajuste de pala 116 funciona para ajustar los ángulos de paso de pala de la respectiva pala 10.

La turbina eólica 100 incluye un eje principal 125 que acopla de forma rotativa el rotor 110, en particular el buje 112, a un generador 128 alojado dentro de la góndola 122. El buje 112 está conectado a un rotor del generador 128. En un modo de realización ejemplar (no mostrado) de la turbina eólica 100, el buje 112 está conectado directamente al rotor del generador 128, por tanto, la turbina eólica 100 se denomina turbina eólica de accionamiento directo sin engranajes 100. Como alternativa, como se muestra en el modo de realización ejemplar de la FIG. 1, la turbina eólica 100 incluye una caja de engranajes 124 proporcionada dentro de la góndola 122 y el eje principal 125 conecta el buje 112 al generador 128 por medio de la caja de engranajes 124, de este modo, la turbina eólica 100 se denomina turbina eólica con engranajes 100. Además, se proporciona un freno 126 con el fin de detener el funcionamiento de la turbina eólica 100 por ejemplo cuando el procedimiento de reparación de la presente técnica se esté aplicando a la turbina eólica o para reducir la velocidad de rotación del rotor 110, por ejemplo, en caso de viento muy fuerte y/o en caso de emergencia.

La turbina eólica 100 incluye además un sistema de control 150 para hacer funcionar la turbina eólica 100 con los parámetros operativos deseados. La turbina eólica 100 puede incluir, además, diferentes sensores, por ejemplo, un sensor de velocidad de rotación 143, un sensor de potencia 144, sensores de ángulo 142, etc., que proporcionan entradas al mecanismo de control 150 u otros componentes de la turbina eólica 100 para optimizar el funcionamiento de la turbina eólica 100.

Además, como se muestra en la FIG. 2, la pala de rotor 10 incluye una sección de raíz 11 que tiene una raíz 11 a y la sección de superficie aerodinámica 20. En general, la pala de rotor 10 incluye una sección de transición 90 entre la sección de raíz 11 y la sección de superficie aerodinámica 20. La sección de superficie aerodinámica 20, a continuación en el presente documento también denominada superficie aerodinámica 20, incluye una sección de punta 12 que tiene una punta 12a. La raíz 11a y la punta 12a están separadas por un espacio 16 de la pala de rotor 10, que sigue la forma de la pala de rotor 10. Una dirección a lo largo de o paralela al tramo 16 se conoce como dirección en el sentido del tramo. La sección de punta 12, que incluye su punta 12a, se extiende desde la punta 121 hacia la raíz 11a hasta una posición en el sentido del tramo de aproximadamente el 33,3 % (porcentaje), es decir, un tercio de la longitud total de la pala 10, medida desde la punta 12a. La punta 12a se extiende dentro de la sección 12 de la punta hacia la raíz 11a hasta una posición en el sentido del tramo de aproximadamente un metro. La pala de rotor 10 incluye una sección de borde delantero 14 que tiene un borde delantero 14a, y una sección de borde trasero 13 que tiene un borde trasero 13a. La sección de borde trasero 13 rodea el borde trasero 13a. De forma similar, la sección de borde delantero 14 rodea el borde delantero 14a. Se puede montar una cubierta protectora (no mostrada en la FIG. 2) en la pala 10, especialmente alrededor del borde delantero 14a.

En cada posición en el sentido del tramo perpendicular al tramo 16, se puede definir una línea de cuerda 17 que conecta el borde delantero 14a y el borde trasero 13a. Una dirección a lo largo o paralela a la línea de cuerda 17 se conoce como dirección en el sentido de la cuerda. La FIG. 2 representa dos de dichas líneas de cuerda 17 en dos posiciones en el sentido del tramo diferentes. Además, una dirección mutuamente perpendicular a la dirección en el sentido del tramo y a la dirección en el sentido de la cuerda se denomina dirección en el sentido de la pestaña. La pala de rotor 10 tiene un resalte 18 que es una sección de la pala de rotor 10 donde la línea de cuerda 17 tiene una longitud máxima de cuerda, es decir, en el ejemplo de la FIG. 2 en la línea de cuerda 17 que se representa hacia la raíz 11a.

En la turbina eólica 100, la pala 10 incluye una cubierta de pala. La pala 10 de la turbina eólica 100 puede tener una construcción de 'pala de mariposa' con cubiertas de sotavento y barlovento que se fabrican por separado y luego se unen para formar la pala 10, o puede tener la conocida construcción de 'pala integral' de Siemens, donde, a diferencia de la construcción de palas de mariposa, las cubiertas de sotavento y barlovento no se fabrican por separado. En la construcción de pala integral, toda la cubierta se fabrica en una sola pieza como una cubierta integral y, por tanto, no tiene un lado de sotavento y barlovento fabricados por separado. La cubierta tiene una superficie 5 que está expuesta al entorno exterior.

La FIG. 3 presenta un diagrama de flujo de un procedimiento 1 para la reparación en el sitio de una superficie de un componente, por ejemplo la superficie 5 de la pala 10 de la FIG. 2 o una superficie 25 de una cubierta protectora de borde delantero 24 de la FIG. 4, en una turbina eólica, por ejemplo la turbina eólica 100 de la FIG. 1. La FIG. 4 representa esquemáticamente la cubierta protectora de borde delantero 24 que tiene la superficie 25 que se ha dañado o erosionado. Como se muestra en la FIG. 4, la cubierta protectora de borde delantero 24 se posiciona en el borde delantero 14a durante el modo de realización del procedimiento 1. En las FIGS. 4 y 5, la pala 10 se muestra en línea de puntos. Una región dañada 99 se representa en la FIG. 4 en la superficie 25 de la cubierta protectora de borde delantero 24, a continuación en el presente documento también denominada cubierta LE 24.

Para llevar a cabo el procedimiento 1 de la presente técnica, y como se muestra esquemáticamente en la FIG. 4, se usa un sistema que tiene un dispositivo de escaneo o un escáner 3D 91, un procesador 92 y una disposición de impresión 3D 95. La disposición de impresión 3D 95, a continuación en el presente documento también denominada impresora 3D 95, incluye un cabezal de impresión 3D 93 configurado para depositar uno o más materiales 96 en la región dañada 99 y un mecanismo de posicionamiento 94 configurado para mover y posicionar el cabezal de impresión 3D 93 sobre diferentes localizaciones de la superficie 5, 25. El uno o más materiales 96 depositados por el cabezal de impresión 3D 93 pueden ser materiales reactivos 96 o material termoplástico 96. Los materiales reactivos 96 son materiales que se dispensan por el cabezal de impresión 3D 93, a continuación en el presente documento también denominado cabezal 93, sobre la superficie 5, 25 y como resultado de la mezcla de los materiales 96 en la superficie 5, 25 de forma física o se genera una reacción química que forma un producto solidificado en el sitio en la región dañada 99 de la superficie 5, 25. Ejemplos de dichos materiales reactivos 96 usados en el presente procedimiento 1 son resinas acrílicas de curado por calor o radiación, resinas epoxi, resinas de poliéster o resinas de poliuretano o mezclas de las mismas. Los materiales reactivos 96 se aplican como líquido y la reacción se desencadena durante o inmediatamente después de la aplicación por un estímulo externo para formar un polímero termoplástico o termoestable en la superficie 25. De forma alternativa, en el procedimiento 1 se usan materiales termoplásticos 96 tales como elastómeros termoplásticos (TPE), poliuretanos termoplásticos (TPU) que, cuando se depositan en el cabezal 93, se funden y se aplican como un líquido y luego se solidifican por enfriamiento en la superficie 5, 25. El mecanismo de posicionamiento 94 mueve y posiciona el cabezal 93 sobre la superficie 5, 25 y puede ser, por ejemplo, un brazo robótico montado en una grúa o un mecanismo de transmisión por cable. Individualmente, dicho mecanismo de posicionamiento 94 y también el escáner 3D 91 y el cabezal 93 son conocidos en la técnica de la impresión 3D y, por tanto, no se explican en el presente documento con más detalle para mayor brevedad.

Con referencia ahora a la FIG. 3 en combinación con las FIGS. 4 - 10, el procedimiento 1 se ha explicado con más detalle. La FIG. 4 muestra una cubierta protectora LE dañada 24 que se repara mediante el procedimiento 1 de la presente técnica y la FIG. 6 muestra la sección de borde delantero 14 de la pala 10 que se está reparando mediante el procedimiento 1 de la presente técnica.

En el procedimiento 1, en un paso 30 se genera un modelo digital de la superficie 5, 25 del componente, es decir, la cubierta protectora LE 24 o la sección de borde delantero 14 de la pala 10, que se va a reparar usando el dispositivo de escaneo 91. El modelo digital es un conjunto de datos 3D que mapea las características de la superficie 5, 25. El modelo digital así creado representa la superficie 5, 25 en un estado dañado, como se muestra en particular en las FIGS. 4 y 8, es decir, incluye la representación de la región dañada 99 y la localización de la región dañada 99, por tanto en el paso 30 se incluye un paso 32 de escaneo de la superficie 5, 25 y un paso 34 de mapeo de la superficie 5, 25 - ambos realizados por el dispositivo de escaneo 91. A continuación, en un paso 40 del procedimiento 1, se genera un esquema de reparación para la superficie 5, 25 usando el procesador 92. El esquema de reparación se genera comparando el modelo digital generado en el paso 30 con un estado deseado de la superficie 5, 25 de la cubierta protectora LE 24 o la sección de borde delantero 14 que se está reparando. El estado deseado también es un modelo o conjunto de datos 3D digital que representa un estado posterior a la reparación de la superficie 5, 25 sin la región dañada 99. En la etapa 40, comparando el estado deseado con el modelo digital, el procesador determina un conjunto de localizaciones en la superficie 5, 25 que representan la región dañada 99 y también determina cuánto material 96 tiene que depositarse en cada una de estas localizaciones para transformar la región dañada 99 para eliminarla, llenándola con el material 96, de la superficie 5, 25.

En general, en el procedimiento 1, el estado deseado puede ser un estado nativo o un estado modificado de la superficie 5, 25. El estado nativo es el estado de la superficie 5, 25 que se considera un estado normal o no dañado, por ejemplo, un estado de la superficie 5, 25 en el momento de la instalación o fabricación del componente 10, 24. La FIG. 5 representa esquemáticamente el estado nativo de la cubierta protectora LE 24, mientras que la FIG. 8 representa esquemáticamente el estado nativo de la región de borde delantero 24 de la pala 10. Cuando la superficie 5, 25 con la región dañada 99 se transforma por deposición del material 96 en el estado nativo, el componente 10, 24 está en el mismo estado estructural o similar al que tenía antes de comenzar su vida útil operativa. El estado modificado, por otro lado, es un estado de la superficie 5, 25 del componente 10, 24 que representa un estado donde se ha añadido algún elemento o característica estructural adicional a la superficie 5, 25 para reducir o eliminar los efectos de daño o para mejorar determinadas propiedades del componente 10, 24, por ejemplo, modificando la superficie 5, 25 para aumentar las propiedades aerodinámicas. La FIG. 10 representa esquemáticamente un estado modificado para la sección de borde delantero 14 de la pala 10 en el que se ha añadido una característica 97 a la sección de borde delantero 14 para mejorar el rendimiento aerodinámico de la pala de turbina eólica 10. El estado deseado, es decir, el estado nativo o el estado modificado de la superficie 5, 25 se puede predeterminar usando un medio externo, tal como un procesador externo y un algoritmo de diseño asociado. De forma alternativa, el procesador 92 puede generar el estado deseado a partir del modelo digital y usando algoritmos de corrección de forma y modelos de diseño.

En el procedimiento 1, después del paso 40 hay un paso 50 en el cual se proporciona el esquema de reparación a la disposición de impresión 3D 95. A continuación, en un paso final 60 del procedimiento 1, se imprimen uno o más materiales 96 seleccionados, usando la disposición de impresión 3D 95, sobre la superficie 25 que se va a reparar. La impresión se realiza de acuerdo con el esquema de reparación. El mecanismo de posicionamiento mueve y posiciona el cabezal 93 en diferentes localizaciones según el esquema de reparación y el cabezal 93 deposita diversas cantidades, según el esquema de reparación, de uno o más materiales 96 en estas diferentes localizaciones. Por tanto, el procedimiento 1 se puede realizar de forma autónoma por el sistema usando el dispositivo de escaneo 91, el procesador 92, el cabezal 93, el mecanismo de posicionamiento 94 y el uno o más materiales 96. Se puede observar que el uno o más materiales 96 se seleccionan en base al material de la superficie 5, 25 del componente 10, 24 es decir, por ejemplo, los materiales constituyentes de la cubierta 22 de la pala 10 o los materiales constituyentes de la cubierta protectora LE 24. La FIG. 5 muestra la cubierta protectora LE 24 reparada cuando se restaura a su estado original mediante el procedimiento 1 de la presente técnica.

La FIG. 7 representa esquemáticamente un modo de realización ejemplar del esquema de reparación que se genera en el paso 40 del procedimiento 1 para reparar la sección de borde delantero 14. Cabe señalar que el esquema de reparación para la reparación de cualquier otro componente, tal como la cubierta protectora LE 24, se generará de forma similar. El esquema de reparación indica una pluralidad de localizaciones de la superficie 5, y especialmente dentro de la región dañada 99. En el ejemplo de la FIG. 7 se muestran cuatro de dichas localizaciones L1, L2, L3 y L4, todas en la región dañada 99, sin embargo, más de dichas localizaciones dentro de la región dañada 99 y fuera de la región dañada en la superficie 5 estarán presentes en el esquema de reparación en la práctica. El esquema de reparación muestra una superficie 5a que es la parte de la superficie 5 en la región dañada según se determina a partir del modelo digital del paso 30. El esquema de reparación también muestra una superficie 5b que es la parte de la superficie 5 que se desea realizar después de la reparación según se determina a partir del estado deseado. El esquema de reparación, por tanto, al comparar las superficies 5a y 5b y mapearlas mutuamente entre sí, determina una cantidad del material 96 que debe depositar el cabezal 93 en cada una de las localizaciones, por ejemplo, el esquema de reparación mostrado en la FIG. 7 incluye la información de que se depositará más cantidad del material 96 en las localizaciones L2 y L4 y que se depositará menos cantidad de material 96 en la localización L1 y una cantidad aún menor del material 96 se depositará en la localización L3. Se puede observar que la cantidad de material 96 que se va a depositar en las diferentes localizaciones L1, L2, L3 y L4 se puede indicar en el esquema de reparación en términos comparativos o en términos absolutos.

Si bien la presente técnica se ha descrito en detalle haciendo referencia a determinados modos de realización, debe apreciarse que la presente técnica no se limita a esos modos de realización precisos y que el alcance de protección se determina por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento (1) para la reparación en el sitio de una superficie (5, 25) de un componente (10, 24) en una turbina eólica (100), comprendiendo el procedimiento (1):

- generar (30) un modelo digital de la superficie (5, 25) del componente (10, 24) que se va a reparar mediante el uso de un dispositivo de escaneo (91), en el que el modelo digital representa la superficie (5, 25) en un estado dañado;

- generar (40), mediante un procesador (92), un esquema de reparación de la superficie (5, 25) en base al modelo digital y a un estado deseado de la superficie (5, 25) del componente (10, 24), en el que el estado deseado representa un estado posterior a la reparación de la superficie (5, 25) del componente (10, 24);

- proporcionar (50) el esquema de reparación a una disposición de impresión 3D (95); e

- imprimir (60) con uno o más materiales seleccionados (96), usando la disposición de impresión 3D (95), en la superficie (5, 25) que se va a reparar, en el que la impresión se realiza de acuerdo con el esquema de reparación

en el que el estado deseado de la superficie (5, 25) del componente (10, 24) es un estado modificado de la superficie (5, 25) del componente (10, 24), en el que el estado modificado de la superficie (5, 25) del componente (10, 24) es diferente de un estado nativo de la superficie (5, 25) del componente (10, 24).

2. El procedimiento (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que generar (30) el modelo digital de la superficie (5, 25) del componente (10, 24) comprende:

- escanear (32) la superficie (5, 25) del componente (10, 24); y

- mapear (34) la superficie (5, 25) del componente (10, 24).

3. El procedimiento (1) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el estado deseado de la superficie (5, 25) del componente (10, 24) es un estado nativo de la superficie (5, 25) del componente (10, 24).

4. El procedimiento (1) de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el estado nativo se proporciona al procesador (92) por un medio externo.

5. El procedimiento (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el estado modificado se genera por el procesador (92) o se proporciona al procesador (92) por un medio externo.

6. El procedimiento (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la disposición de impresión 3D (95) imprime usando materiales reactivos (96) o uno o más materiales termoplásticos (96).

7. El procedimiento (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la disposición de impresión 3D (95) comprende un cabezal de impresión 3D (93) y un mecanismo de posicionamiento (94) configurado para posicionar el cabezal de impresión 3D (93) sobre la superficie (5, 25) del componente (10, 24) en la turbina eólica (100).

8. El procedimiento (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el componente (10, 24) es una pala (10) de la turbina eólica (100).

9. El procedimiento (1) de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el componente (10) es una sección de borde delantero (14) de la pala (10) de la turbina eólica (100).

10. El procedimiento (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el componente (10, 24) es una cubierta protectora de borde delantero (24) conectada a la sección de borde delantero (14).