Cómo Timken aprovechó la tormenta perfecta e hizo que la energía eólica sea más viable

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Cómo Timken aprovechó la tormenta perfecta e hizo que la energía eólica sea más viable

En la última década, la tecnología de la energía eólica mejoró notablemente. Las turbinas eólicas se convirtieron en gigantes hazañas de ingeniería que se alzan sobre el paisaje o flotan en el mar. Según el Consejo Mundial de Energía Eólica (GWEC), en la actualidad, una sola turbina puede brindar energía a miles de hogares, y recuperar los costos de producción, funcionamiento y reciclado a lo largo de su vida útil, que se extiende de 20 a 25 años, demanda solo de tres a seis meses.

En su actualización de mercado de 2017, el GWEC afirmó: “La energía eólica se encuentra en una rápida transición que la llevará a convertirse en una tecnología completamente comercializada y sin subsidios que compita satisfactoriamente en el mercado contra los propietarios de energía fósil y nuclear con altos subsidios”. En 2017, China encabezó la inversión mundial de USD 107 mil millones en energía eólica, seguida por Estados Unidos, Alemania, Reino Unido e India. Según la Asociación Americana de Energía Eólica (AWEA), la energía eólica va camino a suministrar, para 2020, el 10 % de la electricidad de Estados Unidos y ya alimenta a 26 millones de hogares en 41 estados.

Timken ha sido una parte fundamental en ese progreso mediante el trabajo con clientes y socios de energía eólica, con el fin de brindar la magnitud y el rendimiento necesarios para transformar al viento en una fuente de energía viable. En los últimos 10 años, el negocio de energía eólica de Timken creció de USD 20 millones a USD 150 millones gracias a que la industria reconoció la innovación técnica y el liderazgo de la compañía.

El tiempo fue clave para el ingreso de Timken al mercado de la energía eólica

Actualmente, dado el alto costo de mantenimiento de una turbina eólica que se alza a 152 metros (500 pies) sobre el nivel del suelo o flota 24 kilómetros (15 millas) mar adentro, los clientes valoran mucho las soluciones de trenes de transmisión, confiables y sin mantenimiento, para las turbinas. Sin embargo, ese no siempre fue así.

En 2007, Ajay Das, vicepresidente de Desarrollo de Estrategias y Negocios de Timken, estuvo a cargo del desarrollo del negocio de la energía eólica de la compañía. A medida que aumentaba el tamaño de la turbina, aumentaba también la complejidad del diseño, y los diseños existentes no estaban a la altura del reto. Las turbinas construidas para que duraran 20 años necesitaron importantes reconstrucciones de la caja de engranajes luego de siete a diez años, a un costo superior a USD 300 000, o USD 1,2 millones durante la vida útil de la turbina.

En 2007, Ajay Das, vicepresidente de Desarrollo de Estrategias y Negocios de Timken, estuvo a cargo del desarrollo del negocio de la energía eólica de la compañía.

“Ahí es cuando apareció Timken”, sostiene Das. Cuando las turbinas eran más pequeñas, las cargas en los rodamientos no eran tan elevadas y los diseñadores de la turbina podían resolver los problemas con soluciones de rodamientos que no eran las mejores. Timken prestó servicio en el mercado de forma muy selectiva hasta que las turbinas alcanzaron capacidades de varios megavatios. Luego, fue evidente que invertir en rodamientos con tecnología más avanzada podía mejorar notablemente el valor del ciclo de vida de una turbina.

“La inversión en energía eólica fue una decisión que implicó varios millones de dólares, y el futuro de la industria no era para nada seguro en esa instancia”, afirma Das. No obstante, continúa, “decidimos que era una oportunidad que no podíamos dejar pasar”.

En 2010, la compañía abrió una nueva planta en China para suministrar rodamientos de diámetro extragrande para la compañía de energía eólica china. Das también supervisó el reequipamiento y la expansión de plantas en Estados Unidos, Wuxi, China, Chennai, India y Ploiesti, Rumania.

Imagine tres Boeing 747 girando alrededor de un cubo

Timken desarrolla soluciones para las turbinas eólicas más grandes del mundo.

Crecimiento en el mercado de la energía eólica mediante la disminución de los costos

A lo largo de sus 120 años de historia, los líderes de Timken se han enorgullecido de su capacidad para resolver problemas que plantean desafíos técnicos y que no cualquiera es capaz de abordar. La energía eólica no ha sido la excepción.

“Al principio, el eslabón más débil de la cadena eran los rodamientos”, recuerda Das. Para abordar el desgaste excesivo con el viento, los ingenieros de Timken desarrollaron un diseño de rodamiento cónico que permitía que ambas hileras de los rodillos del rodamiento compartieran la carga radial y axial por igual. Los recubrimientos resistentes al desgaste de Timken brindaron mayor seguridad contra los problemas relativos a la lubricación y a las micropicaduras.

Con los ingenieros de Timken trabajando en el asunto, las posibilidades de la energía eólica mejoraron rápidamente. En 2017, la AWEA informó que los costos operativos para los parques eólicos disminuyeron dos tercios en los últimos siete años. Hoy en día, en las zonas donde la calidad del viento es muy buena, las turbinas de submegavatios se están reemplazando por turbinas más grandes de tres a cinco megavatios. “De repente, el mismo viento, en el mismo lugar, está produciendo mucha más energía”, afirma Das.

La combinación de desafíos técnicos y el enfoque global continuo en la energía renovable se ajusta muy bien al modelo comercial de Timken. Das sostiene que mientras que la base instalada de los productos para energía eólica de Timken continúa creciendo, las oportunidades del mercado de repuestos recién están comenzando a activarse. “Para 2020, la demanda del mercado de repuestos se duplicará en comparación con el año 2017. La venta de las piezas para el mercado de repuestos para nuestras instalaciones iniciales y también para mejorar las instalaciones de la competencia se realiza a través de nuestros socios de distribución y es realmente muy buena”, afirma Das.

Timken continúa invirtiendo en la energía eólica mediante el desarrollo de innovadores diseños de rodamientos para turbinas que aumentan la vida útil del rodamiento y reducen significativamente el desgaste. En la actualidad, el rodamiento de rodillos cónicos de doble hilera (TDI) para el eje principal de Timken se enfrenta al desafío del viento de una manera en la que ningún rodamiento lo había hecho antes. Como resultado de una década de ingeniería y colaboración con el cliente, el TDI se diseñó para ser el rodamiento ideal para las turbinas eólicas de montaje de tres puntos, prolongando el ciclo de vida útil y mejorando el rendimiento de las turbinas más grandes del mundo.

Además, Timken pone en marcha inversiones inorgánicas, con los sistemas de lubricación Groeneveld diseñados para turbinas, acoplamientos Lovejoy y limitadores de torque AeroTorque. Todos estos productos funcionan para transferir de forma eficaz y confiable la potencia bruta encauzada por las palas de las turbinas eólicas hacia el generador detrás del eje principal, bajo algunas de las condiciones más desafiantes del planeta.

Un modelo probado durante un siglo para ingresar a nuevos mercados

Das explica que a medida que las turbinas eólicas se vuelven más grandes y se trasladan a otros países, los desafíos técnicos se multiplican y eso juega a favor de Timken. “Timken suele involucrarse en aplicaciones donde hay una gran probabilidad de falla y el costo de la misma es muy elevado. Los clientes acuden a nosotros en esas situaciones de alto riesgo porque saben que pueden llegar a una solución confiable”.

Con ese libro de tácticas en mano, Das sigue conduciendo a Timken hacia nuevos y emergentes mercados que proporcionan los tipos de desafíos que los ingenieros de Timken desean. La robótica es un ejemplo de esto. “Hoy en día, existen muchas compañías que intentan desarrollar cobots (robots que trabajan junto a seres humanos). Pero el tren motriz tiene que ser sumamente preciso, extremadamente liviano y altamente eficiente en cuanto al consumo de energía. Timken evalúa trabajar en esas aplicaciones”, señala Das.

A su vez, Timken está experimentando un gran crecimiento en aplicaciones de energía solar y en la industria de alimentos y bebidas, donde los trenes motrices deben permanecer sumamente esterilizados. “Seguimos en la búsqueda de desafíos en esas industrias emergentes y de gran crecimiento. Además, continuamos creciendo orgánica e inorgánicamente en esos segmentos”, explica Das.

Al igual que sucede con el viento, el libro de tácticas comienza con ese desafío técnico de alto riesgo. A medida que se superan esos desafíos, se continúa con el crecimiento en la base instalada del producto resultante. Luego, Timken vende piezas de repuesto a todos los distribuidores del mercado de repuestos, lo que genera ingreso y rentabilidad constantes.

“Ese es nuestro modelo habitual. Lo hemos estado reinventando por 120 años. Permite diversificar y renovar nuestra compañía de forma permanente. Donde sea que ocurran innovaciones técnicas alrededor del mundo, siempre se observa la necesidad de una tecnología adecuada para el manejo de la fricción y el tren motriz. Solo Timken es capaz de resolver ese desafío en las aplicaciones más exigentes”, concluye Das.