"Cuanto mayor sea la relación entre vida útil y curado, más rápido será el proceso de reparación sin sacrificar la capacidad ni introducir nuevos riesgos. Debemos dar a los trabajadores tiempo suficiente para realizar la reparación. Con el SikaBiresin® CR910 hemos encontrado la mejor solución del mercado." Roger Schütt
TPI Composites, el principal fabricante independiente de palas del mundo, conoce mejor que nadie los retos técnicos asociados a la reelaboración y reparación de palas de aerogeneradores. Para reducir los tiempos de ciclo en la producción de palas y las reparaciones en la torre superior, el Director del Programa Técnico Global, Roger Schütt, recurrió al último sistema de laminación manual de Sika, que permite un curado más rápido que su anterior resina epoxi. El sistema SikaBiresin® CR910, desarrollado, probado y cualificado junto con Sika, se encuentra ahora en las primeras fases de producción en serie.
¿Cómo descubrió el producto y qué despertó su interés?
Roger Schütt: El desencadenante inicial para que TPI empiece a buscar soluciones en el mercado suele ser la eficiencia, la optimización de costes o ambas. El objetivo general que nos propusimos para este proyecto era conseguir un tiempo de ciclo más coherente en la producción en serie mediante repasos más rápidos. A medida que las palas eólicas se han ido convirtiendo en los gigantes que conocemos hoy en día, y teniendo en cuenta la complejidad y la gran cantidad de trabajo manual a la que se enfrenta cualquier producción en serie, surgirán defectos ocasionales que requerirán reprocesamientos. La mayoría de los reprocesamientos en la producción en serie son de pequeño tamaño, pero es necesario completarlos para reanudar el progreso en el molde. Un elemento muy importante del reprocesado es el tiempo de curado, que tarda varias horas en completarse, lo que repercute en el tiempo de ciclo. En nuestra opinión, esto suponía un gran potencial que había que aprovechar. Nos propusimos identificar un sistema de resina que permitiera un tiempo de curado más rápido y, al mismo tiempo, una vida útil suficiente para humedecer los tejidos de forma capaz y segura.
¿De qué tipo de defectos estamos hablando? ¿Y qué materiales de repaso se utilizaban antes?
RS: El tiempo de ciclo es algo especial para TPI. Somos una de las pocas empresas que pueden fabricar palas modernas en una media de 24 horas o menos. Hemos estudiado las fases del proceso en las que los defectos afectan más a la duración del ciclo. En nuestras plantas, los moldes de la carcasa son los que más influyen en el tiempo de ciclo. Un análisis estadístico mostró que la mayoría de los defectos son de pequeño tamaño y se encontrarían después de la infusión. En consecuencia, los trabajos de lijado y laminado no llevan mucho tiempo. Por otra parte, el tamaño de los defectos casi no influye en el curado. Acelerar el tiempo de curado de esos defectos repercutiría en el tiempo de ciclo de una forma que impulsaría la consistencia al reducir la influencia del tiempo de retrabajo.
Los sistemas de resina que aplicamos normalmente para el reprocesado son los mismos sistemas epoxídicos que utilizamos para fabricar palas. Hay opciones de endurecedores más rápidos, pero normalmente también reducen significativamente la vida útil, introduciendo limitaciones de tiempo en la mezcla, la reacción exotérmica y la laminación.
Hemos estado buscando un sistema de resina que permita mejoras significativas en el curado y que, al mismo tiempo, mantenga una vida útil razonable, es decir, que aumente la relación entre la vida útil y el tiempo de curado.
Esperábamos encontrar un sistema con una mejor relación fuera de la química epoxi, por lo que investigamos y probamos internamente todos los sistemas del mercado.
Al final nos sorprendió mucho encontrar una combinación ganadora en las propiedades del SikaBiresin® CR910 - un sistema epoxi.
A pesar de las escasas expectativas hacia un sistema epoxi, en realidad se econtró uno que tenía el mejor rendimiento. ¿Por qué la relación entre el tiempo de curado y el tiempo abierto es crucial para este trabajo?
RS: Un buen laminado a mano lleva su tiempo, dependiendo del tamaño del defecto. Para conservar la capacidad del proceso y, al mismo tiempo, asegurarnos de hacer los repasos de la forma correcta, es necesario que haya suficiente "tiempo abierto" para mezclar y aplicar el material. Por otra parte, permitir un tiempo de curado más rápido es seguro y reduce el impacto en el tiempo de ciclo.
Cuanto mayor sea la relación entre vida útil y curado, más rápido será el proceso de repaso sin sacrificar la capacidad ni introducir nuevos riesgos. Hay que dar a los trabajadores tiempo suficiente para realizar la reparación. Con el SikaBiresin® CR910 hemos encontrado la mejor solución del mercado.
Durante la fase de pruebas, TPI Composites intentó realmente comprobar el comportamiento del material en todas las aplicaciones. Por ejemplo, TPI Composites fue el primer cliente que realizó retrabajos de infusión con este sistema, que originalmente sólo se había diseñado para retrabajos de laminación manual. ¿Cómo fue?
RS: El reto de la infusión está dominado principalmente por el caudal, que se ve afectado por la permeabilidad y la viscosidad. Como ya hemos dicho, la mayoría de los defectos son de pequeño tamaño, así que pensamos que, utilizando suficientes medios de flujo, podríamos permitir la infusión incluso con la mayor viscosidad del SikaBiresin® CR910. Y funcionó.
Entonces, ¿esto significa que el nuevo material permitiría hacer las tres aplicaciones de resina específicas: laminación manual y reelaboración por infusión, tanto en servicio como en fábrica, así como sobrelaminados de juntas adhesivas, con un solo material?
RS: Sí, es cierto, ya que puede utilizarse para todas estas aplicaciones. En producción lo utilizamos tanto con laminación manual como con infusión, dependiendo de la ubicación y el tamaño del defecto. Sin embargo, su característica más fuerte es, sin duda, la aplicación de laminación manual.
Estoy totalmente de acuerdo. La infusión es compleja en contraste con la laminación manual. Pero durante la cualificación del material en TPI Composites seguro que también hubo que hacer frente a algunos obstáculos, ¿por ejemplo?
RS: No hubo obstáculos en cuanto a la laminación manual, el goteo, la humectación o la mezcla del producto. Todo funcionó realmente bien. Para permitir una gama de aplicación más amplia, exploramos la mezcla de los tipos de endurecedor más rápido y más lento. Descubrimos que el endurecedor rápido es ideal para pequeños trabajos de laminación manual, y que una mezcla de ambos endurecedores es adecuada para pequeños trabajos de infusión.
¿Cómo ha ayudado Sika en esta investigación?
"Como queríamos tener la ventaja de una menor viscosidad para la aplicación por infusión, que proporciona el endurecedor más lento, y al mismo tiempo mantener un tiempo de curado rápido, exploramos las opciones para mezclar endurecedores. Como la reología y la interacción entre los distintos endurecedores pueden ser complejas, nos pusimos en contacto con Sika para asegurarnos de conseguir la proporción de mezcla adecuada de los 3 componentes. Su equipo respondió a nuestra consulta rápidamente y con directrices claras. Esto fue realmente útil para que pudiéramos continuar con la fase de pruebas. Y finalmente, pudimos concluir que la calidad y los resultados se ajustaban a nuestras expectativas. Durante esta fase de pruebas, también valoramos mucho que Sika, como gran empresa mundial, pudiera suministrar material fácilmente a nuestros centros de producción y pruebas de todo el mundo." Roger Schütt
Me alegra saber que la colaboración fue realmente buena entre los equipos de todo el mundo. También apreciamos mucho el esfuerzo. Al principio hubo mención sobre la relación entre la vida útil y la velocidad de curado como la razón principal de la cualificación. ¿Se justificó también una disminución del tiempo de curado sobre el terreno tras la introducción del material? Y si es así, ¿en cuánto fue?
RS: Todavía estamos en la fase de implementación para la producción en serie. Pero cuando mencionamos que teníamos un producto en proyecto para la reelaboración estándar, nuestros centros de producción se entusiasmaron, ya que permitía un tiempo de ciclo más consistente y más bajo. Los primeros comentarios de los centros son muy positivos. La resina proporciona tiempo suficiente para la aplicación, al tiempo que acelera el proceso de curado.
En resumen, ¿es recoomendable esta nueva resina a otras personas? Y en caso afirmativo, ¿a quién beneficiaría más?
RS: Bueno, creo que cualquiera que esté interesado en un sistema versátil y de curado rápido con potencial para reducir los tiempos de ciclo en la aplicación de repeticiones en la producción en serie debería echarle un vistazo.
Gracias, Roger, por la charla. Todo lo mejor para el futuro y esperamos con impaciencia el próximo desarrollo en colaboración con TPI Composites.
RS: Gracias. TPI Composites también espera continuar con esta buena colaboración.