es.wedoany.com Noticia: Un proyecto de investigación coordinado por el Instituto Federal de Investigación y Ensayo de Materiales de Alemania (BAM) ha logrado aumentar entre un 50% y un 140% la resistencia a la fatiga de las soldaduras en componentes de acero de alta resistencia de aerogeneradores marinos, mediante el uso de un nuevo metal de aporte de baja temperatura de transformación (LTT) como consumible de soldadura. Los aerogeneradores marinos están compuestos por numerosas piezas soldadas que soportan tensiones cíclicas extremas provocadas por el viento y las olas, especialmente en las zonas de soldadura. Tradicionalmente, el proceso de soldadura modifica la microestructura del material y genera tensiones residuales de tracción perjudiciales, lo que limita el aprovechamiento del potencial de aligeramiento del acero de alta resistencia.
El equipo de investigación utilizó un metal de aporte especial de baja temperatura de transformación (LTT), una aleación que, durante el enfriamiento, modifica la microestructura de la soldadura, reduciendo significativamente las tensiones residuales de tracción e incluso generando, en algunos casos, tensiones residuales de compresión favorables que contrarrestan la formación de grietas por fatiga. El estudio se centró en componentes típicos de acero de alta resistencia con refuerzos estructurales adicionales, que son algunas de las partes de la torre y la estructura de soporte del aerogenerador sometidas a mayores tensiones de fatiga. Según el diseño y la geometría de la soldadura, la resistencia a la fatiga aumentó entre un 50% y un 140% en comparación con las soldaduras tradicionales. La aplicación estratégica de un cordón de soldadura LTT adicional en las zonas de concentración de tensiones resultó especialmente eficaz.
"Especialmente en los aerogeneradores marinos, la resistencia a la fatiga de las soldaduras es un factor determinante para la vida útil", explicó Martin Hübner, autor principal del estudio del Centro de Competencia Wind@BAM. "Nuestros resultados muestran el potencial de lograr cargas más altas y aerogeneradores más grandes de forma segura, sin necesidad de procesos de tratamiento posteriores a la soldadura que requieren mucho tiempo y son costosos". Una ventaja clave de este proceso es que el efecto deseado se logra directamente durante la soldadura, eliminando pasos de trabajo adicionales, lo que lo hace atractivo para aplicaciones industriales. De cara al futuro, el uso específico de materiales de aporte LTT también ofrece la posibilidad de reparar y mejorar soldaduras existentes.
Actualmente, los resultados se están discutiendo en paneles y comités de expertos para explorar su incorporación a las normas reguladoras. Estos hallazgos no solo son aplicables a la fabricación de aerogeneradores, sino también a la ingeniería mecánica, la construcción de estructuras de acero, la ingeniería automotriz y las grandes grúas especializadas necesarias para futuros proyectos de parques eólicos. El proyecto se llevó a cabo en colaboración con el Instituto Fraunhofer de Mecánica de Materiales (Fraunhofer IWM) y la Asociación de Investigación de la Sociedad Alemana de Soldadura y Procesos Afines (DVS), y fue financiado por el Ministerio Federal de Economía y Energía como parte del programa de Investigación Industrial Conjunta (IGF).
