Minimización del riesgo de incendio en aerogeneradores

Se necesitan tres cosas para iniciar un incendio: combustible, ignición y oxígeno. Y puede encontrar los tres en grandes cantidades dentro de la góndola de una turbina eólica.

Una máquina de 1,5 MW, pequeña para los estándares actuales, aún puede contener hasta 900 litros de aceite lubricante y refrigerante. La propia góndola, probablemente fabricada con plástico reforzado con fibra (FRP) inflamable, albergará materiales de aislamiento acústico, que también son inflamables. La ignición puede ser proporcionada por componentes y conexiones eléctricas y electrónicas defectuosas, o por sobrecalentamiento de piezas mecánicas. Y los fuertes vientos, la razón por la que la turbina está allí en primer lugar, pueden garantizar que alimenten la chispa y aviven las llamas.

Una vez que se produce un incendio, prácticamente no se puede hacer nada para evitar la destrucción total de la turbina. La ubicación remota de muchos proyectos eólicos significa que los servicios de extinción de incendios a menudo tardan en llegar a la escena, mientras que la altura de la góndola descarta cualquier acción significativa para apagar el fuego. Lo mejor que se puede esperar es que se evite que los escombros en llamas inicien incendios en el suelo.

En el lado positivo, los incendios de turbinas catastróficos son raros, aunque qué tan raros es el tema de alguna disputa. El suscriptor de seguros GCube dice que de su cartera global de más de 30 GW espera tres o cuatro pérdidas totales de turbinas, generalmente causadas por incendios, en el transcurso de un año típico. Suponiendo una capacidad nominal promedio de 1.5MW que equivale a aproximadamente una turbina en 7,000 que se incendia al año.

Daniel Kopte, experto en sistemas de seguridad, certificación de energías renovables en DNV GL, estima que en todo el mundo 120 aerogeneradores sufren daños por incendios (que no necesariamente causan pérdidas totales) en el transcurso de un año. Nuevamente, suponiendo una capacidad nominal promedio de 1,5 MW, eso apunta a que alrededor de una de cada 2000 turbinas sufrirá daños por incendio en un período típico de 12 meses. La proporción es más alta que la de GCube porque incluye turbinas dañadas y totalmente destruidas y, probablemente, una mayor proporción de máquinas más antiguas que operan en mercados con operaciones y regímenes de mantenimiento menos estrictos.

Sin embargo, no se puede discutir que los incendios de turbinas son costosos. "Una turbina de 2MW cuesta más de 2 millones de libras esterlinas (2,8 millones de euros) y genera unos ingresos estimados de más de 500.000 libras esterlinas al año", dice Kopte. Las turbinas marinas, más grandes, más complejas y considerablemente más difíciles de reparar o reemplazar, incurrirán en costos mucho más altos en caso de incendio.

Normas y directrices

Actualmente se aplican varios estándares y directrices para los sistemas de prevención y protección contra incendios de turbinas eólicas. En Europa la más importante es el apartado 1.5.6 de la directiva de máquinas 2006/42/EC, que deben cumplir los aerogeneradores. Establece: "La maquinaria debe diseñarse y construirse de manera que se evite cualquier riesgo de incendio o sobrecalentamiento que presente la propia maquinaria o los gases, líquidos, polvo, vapores u otras sustancias producidas o utilizadas por la maquinaria".

"Tomado literalmente, es extremadamente difícil diseñar una máquina que evite cualquier riesgo de incendio", dice Jamie Scurlock, jefe de tecnología de turbinas en el desarrollador eólico global RES. "Pero esta consideración ciertamente debería asegurar que los diseñadores piensen en todas las posibilidades y eventualidades".

Según Scurlock, los estándares de la industria no establecen específicamente cómo debe diseñarse algo, ni establecen reglas para lograr una protección adecuada contra los peligros que pueden afectar la seguridad del personal o el valor de los activos. "La seguridad contra incendios no es una excepción", dice. "Pero hay varias pautas de seguridad, a las que debemos adherirnos, que establecen estándares mínimos". Otra complicación para el diseño de productos que se entregarán a una serie de mercados es que también deben cumplir con diferentes regulaciones locales.

¿El nivel de protección y prevención de incendios que se ofrece tiene algún impacto en la elección de un aerogenerador por parte de un desarrollador para un proyecto en particular? "Tenemos experiencia en muchas tecnologías de turbinas diferentes, y ningún diseño en particular es más susceptible al fuego que otros", dice Scurlock. "Pero es importante que sepamos cómo el fabricante ha abordado el riesgo de incendio en su diseño. Esto se logra comúnmente a través de una evaluación de riesgos de diseño. Nuestros contratos están escritos para garantizar que tengamos visibilidad de la evaluación de riesgos y los riesgos residuales resultantes bajo pedido. Una vez que se ha abordado este aspecto de seguridad, nos permite elegir la turbina más adecuada para el proyecto para cumplir con los requisitos del activo".

Pruebas de conformidad

En marzo, DNV GL emitió su certificación SE0077 de sistemas de protección contra incendios para aerogeneradores, en reemplazo de una "nota técnica" emitida en 2009 por Germanischer Lloyd (ahora parte de DNV GL). Esto enfatiza la importancia de que los fabricantes de turbinas utilicen componentes y sistemas aprobados previamente para la protección y prevención de incendios, desde detectores de humo y calor hasta kits de control e indicación.

"Para una declaración de cumplimiento de un sistema de protección contra incendios, una institución de prueba independiente aceptada realiza los siguientes pasos", dice Kopte. "Los componentes tienen que pasar diferentes pruebas en laboratorios de un miembro del Grupo Europeo de Seguridad y Contra Incendios (EFSG). El sistema de esos componentes también tiene que ser probado, y el instalador debe ser aprobado para garantizar que el sistema funcione como está. debe hacer después de la instalación DNV GL verifica que esté completo antes de emitir la declaración de cumplimiento.

"Para un certificado de tipo de protección contra incendios, DNV GL realiza una evaluación de la clase de protección, analizando los posibles riesgos de incendio", dice Kopte. Luego verificará la integración del sistema en la turbina, seguida de inspecciones y pruebas de funcionamiento.

Scurlock destaca el papel que deben desempeñar los operadores de activos eólicos para prevenir incendios en las turbinas y maximizar la seguridad del personal. “En general, el riesgo de incendio se minimiza con un buen diseño y la incorporación de sistemas de protección adecuados, como detección y supresión de arco”, dice. Los medios de detección apropiados, como sensores de humo y temperatura, y sistemas de enfriamiento, y sanciones sensibles como el apagado o la reducción de la operación de la turbina, además de la activación de alarmas y la notificación cuando las temperaturas exceden los límites predefinidos, también son vitales. El control y la conmutación remotos pueden reducir aún más la exposición a los peligros, por ejemplo, utilizando un cable umbilical para operar la aparamenta de alta tensión desde una distancia segura.

Respuesta rápida

"Nos tomamos muy en serio estos riesgos residuales y, en algunas ocasiones, hemos destacado que sería razonablemente factible modificar los sistemas de protección y alarma para mejorar la seguridad del personal y reducir el riesgo para el activo", dice Scurlock. "Por ejemplo, RES identificó que había un riesgo de incendio en la base de la torre de un diseño debido al tipo de equipo ubicado allí. En nuestra opinión, habría estado mejor protegido por un detector de humo conectado a una alarma en la góndola". , advirtiendo a cualquier personal del peligro en el nivel de entrada, permitiéndoles seleccionar la ruta de escape alternativa desde la góndola. El fabricante estuvo de acuerdo e incorporó esta modificación en su diseño estándar".

El "trabajo en caliente" (mantenimiento dentro de la góndola) puede provocar incendios en la turbina, a veces varias horas después de que se haya completado el trabajo. Una respuesta rápida y coordinada, con la seguridad de las personas en primer lugar, es clave, dice Scurlock.

"En cualquier emergencia, nuestra respuesta combina el equipo del centro de control, que supervisa la planta y el personal las 24 horas del día, gerentes altamente profesionales centrados en el sitio y un departamento experto en salud, seguridad, calidad y medio ambiente (HSQE)", dice. "Siguen un conjunto de procedimientos detallados y meticulosamente diseñados que pueden identificar al personal y coordinar la evacuación, si es necesario. Probar estas respuestas con clientes, contratistas y servicios de emergencia perfecciona los procedimientos y prepara al personal para cualquier eventualidad".

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