Por Ion Arocena, Director de Tecnología (CTO) — Nabrawind

1. Introducción

La producción energética de un emplazamiento eólico aumenta con su recurso de viento, pero ese mismo recurso complica su construcción: las grúas convencionales no pueden izar con seguridad grandes componentes, como las palas, con vientos superiores a unos 8-10 m/s. Como consecuencia, emplazamientos con un recurso de viento excepcional han quedado con frecuencia sin desarrollar, limitados no por su potencial energético, sino por las limitaciones de los métodos de montaje convencionales. Skylift, desarrollado por Nabrawind, da respuesta a esta limitación. Es un sistema de instalación sin grúa capaz de erigir un aerogenerador completo con vientos sostenidos de hasta 15 m/s y rachas de hasta 20 m/s.

Skylift integra dos tecnologías desarrolladas por Nabrawind:

• el Total Self-Erecting System (T-SES), que iza la torre y la góndola desde el suelo sin grandes grúas externas; y
• BladeRunner, un sistema de izado alojado dentro del buje que instala las palas, también sin grandes grúas.

Estas dos tecnologías permiten la siguiente secuencia de instalación:

1. Se instala una base auxiliar sobre la cimentación para adaptar la interfaz de todos los segmentos de torre tubular a la cimentación. También permite ajustar la posición del aerogenerador completo, lo que facilita el ensamblaje de los segmentos de torre y absorbe las desalineaciones de fabricación y posicionamiento, y facilita el deslizamiento de los nuevos segmentos de torre durante la instalación.
2. Se instala el segmento tubular superior de la torre, junto con la góndola y el buje. En este punto, si el aerogenerador es de accionamiento directo, se instalan las dos palas superiores a 30°, con un contrapeso en la parte inferior para equilibrar el rotor. En caso contrario, las palas pueden instalarse tras el izado completo de la torre.
3. Se ensambla el sistema de autoizado (T-SES).
4. El sistema T-SES iza el aerogenerador completo, y un sistema de deslizamiento introduce los segmentos de torre uno a uno desde abajo.
5. Por último, BladeRunner instala las palas, completando el aerogenerador sin necesidad de una grúa principal. Si el aerogenerador es de accionamiento directo, BladeRunner retira el contrapeso e instala la última pala.

Skylift se ha utilizado por primera vez a escala real en el parque eólico de InnoVent Diaz, en Namibia, uno de los emplazamientos con mayor recurso de viento del mundo y, por tanto, un lugar representativo para validar el sistema. El proyecto utilizó aerogeneradores Goldwind GW165/6000 de accionamiento directo.

2. Descripción Técnica

La secuencia de instalación descrita se apoya en cuatro sistemas desarrollados y patentados por Nabrawind, cada uno orientado a un reto técnico específico. Las siguientes secciones los describen uno a uno.

2.1       Total SES

El Total-SES (T-SES) es el sistema central de Skylift y se basa en el Self-Erecting System (SES) que Nabrawind desarrolló originalmente para sus torres autoizables Nabralift. El sistema, que se transporta en 16 camiones estándar, consta de tres mástiles, unidos entre sí por su parte superior, entre los que un triángulo de izado se desplaza verticalmente. El triángulo se acciona mediante cabrestantes, poleas y cables situados en bases en el suelo. La góndola y el rotor premontados se apoyan sobre este triángulo, que iza el aerogenerador mientras se añaden, uno a uno y desde abajo, nuevos segmentos de torre. Por tanto, la torre se construye en el orden inverso al de una grúa convencional, que apila los segmentos de arriba abajo. El SES se diseñó inicialmente para las torres Nabralift, construidas a partir de módulos de estructura de marco. Estos módulos disponen de puntos de anclaje en cada nudo, a los que pueden sujetarse los elementos de izado.

Para poder autoizar también torres tubulares de acero, el SES evolucionó hasta convertirse en el Total SES (T-SES). Una torre tubular no dispone de estos puntos de anclaje: es una superficie cónica lisa, y sus únicos posibles puntos de conexión —los agujeros de los tornillos en sus bridas— deben quedar libres para la unión entre segmentos. El reto principal es, por tanto, transferir todo el peso vertical del aerogenerador, y el momento de vuelco provocado por el viento, desde esa superficie lisa hasta el sistema de autoizado. Para ello, el sistema emplea columnas de puntales y vigas radiales que abrazan la torre y crean un camino de cargas definido: las vigas radiales se conectan a la brida inferior del segmento que se va a izar y los puntales a la brida inferior del segmento superior, de modo que el peso vertical y el momento de vuelco del viento pasan de la torre a las esquinas del triángulo de izado y, desde allí, bajan por los tres mástiles hasta el suelo. Los puntales y las vigas radiales integran sistemas hidráulicos para retraerse o plegarse y liberar así cada segmento a medida que el sistema asciende. La patente WO 2025/176918 ofrece más detalles sobre el sistema.

Todas estas operaciones se realizan con vientos sostenidos de hasta 15 m/s. Una vez que el T-SES está conectado a la torre mediante los puntales y los radiales, la torre y el sistema forman una estructura rígida, en la que la torre queda firmemente guiada dentro del T-SES. Como resultado, el viento apenas influye sobre ella, a diferencia de un componente colgado de una grúa, al que el viento puede mover con cierta libertad. Por eso el sistema puede trabajar con velocidades de viento tan altas.

2.2       Sistema auxiliar de contrapeso para rotores de accionamiento directo

El Goldwind GW165/6500 es un aerogenerador de accionamiento directo (direct drive), una configuración que impide utilizar la secuencia Skylift nominal. En el proceso nominal, el aerogenerador completo se iza sin palas y BladeRunner instala las tres palas al final; sin embargo, un rotor de accionamiento directo no permite la instalación de una sola pala. La solución adoptada es, por tanto, diferente: se instalan previamente dos palas, a aproximadamente 30° respecto al suelo, y el rotor se mantiene equilibrado mediante un contrapeso en lugar de un bloqueo mecánico del rotor. Así, el aerogenerador se autoiza con un rotor desbloqueado y parcialmente palado, desempeñando el contrapeso la función que el bloqueo del rotor no puede cumplir.

Este contrapeso se sustituye por la 3.ª pala únicamente después de haber completado el izado total del aerogenerador, utilizando el sistema BladeRunner de Nabrawind.

2.3       Base central auxiliar (ACB)

Introducir los segmentos de torre desde abajo genera un requisito de alineación que el apilado de arriba abajo no afronta: un segmento que llega a nivel del suelo debe alinearse, con precisión milimétrica, con el aerogenerador suspendido sobre él antes de poder unir las bridas. Esta función la realiza la base central auxiliar (ACB), la base provisional que se asienta sobre la cimentación y sobre la que se ensambla el aerogenerador durante los pasos de izado. La ACB cumple simultáneamente dos exigentes requisitos: debe soportar todas las cargas del aerogenerador y debe ser capaz de desplazar y girar ese mismo aerogenerador para lograr la alineación.

Estructuralmente, la ACB es una pieza soldada en forma de trébol apoyada sobre patas, dimensionada para soportar todo el peso vertical y el momento de vuelco del conjunto que descansa sobre ella. Funcionalmente, una mesa giratoria desliza sobre una base de baja fricción anclada a la cimentación, accionada por cuatro cilindros hidráulicos de doble efecto dispuestos en cruz. Estos proporcionan a la plataforma un desplazamiento controlado en los ejes X e Y y un giro alrededor del eje vertical Z. La ACB es, por tanto, capaz de reposicionar el aerogenerador completo de 165 m para lograr la alineación mientras soporta toda su carga, una combinación de funciones que resulta exigente para una única estructura.

2.4       BladeRunner

BladeRunner es un sistema de izado alojado dentro del buje que instala las palas sin una grúa principal. Se desarrolló principalmente para grandes correctivos, pero también puede emplearse durante la construcción de aerogeneradores, como en este caso.

En la secuencia nominal, BladeRunner instala las tres palas al final, una vez izadas la torre y la góndola. En aerogeneradores de accionamiento directo, donde se montan previamente dos palas y un contrapeso para mantener el rotor equilibrado, BladeRunner retira primero el contrapeso y, a continuación, instala la tercera pala, completando el rotor.

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3. Conclusiones     

Skylift demuestra que la instalación de aerogeneradores puede realizarse en condiciones de viento que detienen las operaciones con grúa convencional. Al combinar un sistema de torre autoizable con la instalación de palas sin grúa, permite desarrollar emplazamientos que los métodos convencionales considerarían inviables. En resumen:

• los aerogeneradores se instalan con vientos sostenidos de 15 m/s y rachas de 20 m/s, aproximadamente el doble del límite de una grúa convencional;
• el sistema completo se transporta en 16 camiones y no requiere grúa principal, lo que reduce tanto el coste como el riesgo logístico; y
• se pueden alcanzar ritmos de instalación de un aerogenerador por semana, incluso en los emplazamientos más ventosos.

La primera instalación en Namibia ha validado el concepto en condiciones reales y ha confirmado que el método es repetible. Por tanto, Skylift está listo para su despliegue a escala industrial en los emplazamientos de viento extremo donde ofrece mayor ventaja.