Il Leica Absolute Tracker AT901 garantisce l’efficienza delle centrali idroelettriche

La Vorarlberger Illwerke gestisce dieci centrali idroelettriche nella valle di Montafon nel Vorarlberg (Austria occidentale) e produce energia di base e pregiata energia di picco. Per trasformare la forza dell’acqua in energia elettrica nel modo migliore possibile, l’azienda verifica costantemente l’efficienza delle sue turbine e il database viene creato da un Sistema Laser Tracker di Leica Geosystems.

Chi percorre in auto la strada alpina della Silvretta, sa bene a cosa serve la ventilazione dei freni. Inclinazione della strada fino al 14%, innumerevoli tornanti e un paesaggio alpino spettacolare caratterizzano questi 25 chilometri di strada privata montana. La proprietaria di questa strada è la Vorarlberger Illwerke AG, un’azienda della illwerke vkw, il più grande fornitore di energia nel Vorarlberg. Già negli anni ‘20 l’azienda fece tracciare vie di comunicazione per consentire la costruzione di centrali idroelettriche e laghi artificiali.

Metrologia per le grandi dimensioni

L’energia idroelettrica è una componente essenziale del futuro dell’energia nel Vorarlberg. È per questo motivo che la Vorarlberger Illwerke svolge un ruolo fondamentale. Mentre sono in progettazione nuove centrali, l’azienda è già impegnata a rendere più efficienti gli impianti esistenti. Per raggiungere questo obiettivo, le Vorarlberger Illwerke puntano sulla metrologia efficiente di Hexagon Metrology

Ralf Laufer fa parte di un team di metrologi di 13 persone che opera nel settore dei servizi di ingegneria della Vorarlberger Illwerke nella sede di Schruns. Uno dei compiti principali è la metrologia industriale. Il suo strumento di lavoro è un Leica Absolute Tracker AT901, che assieme al sensore portatile Leica T-Probe e al Laser Scanner Leica T-Scan forma una macchina di misura portatile (CMM), adatta in particolare alla misura di oggetti di grandi dimensioni. La tecnologia ottica “PowerLock” permette ad un solo operatore di far funzionare il sistema. Il raggio laser, che costituisce la base della misura, si muove automaticamente verso l’utente grazie al PowerLock.

Impedire la perdita di efficienza

Prima che vengano messe in funzione nuove turbine, è compito di Ralf Laufer, rilevare la forma esatta del rotore per successive verifiche. Con il Leica T-Scan digitalizza tutto il rotore per garantire che la qualità del rotore possa essere verificata in modo preciso durante le revisioni in ogni momento. Un rotore tipico per una turbina Pelton, come quello impiegato alla Vorarlberger Illwerke, pesa 10 tonnellate, ha un diametro di oltre 2 metri e possiede oltre 20 pale sulle quali cade l’acqua ad alta velocità, per azionare la turbina – oltre 25.000 litri d’acqua attraversano un rotore Pelton di queste dimensioni ogni secondo. Dopo alcuni anni di funzionamento, un’ulteriore scansione dirà se il rotore si è deformato e dove può esserci perdita di efficienza. “Identificare danneggiamenti e usura ed evitare i difetti, è questo il nostro obiettivo” afferma Ralf Laufer.

Ralf Laufer digitalizza anche i rotori di turbina che vengono impiegati già da molti decenni, quando è prevista una revisione. I risultati di misura consentono deduzioni su tutti i rotori dello stesso tipo. “Se uno di questi mostra segni evidenti di usura, con molta probabilità anche gli altri avranno subito la stessa sorte”, afferma Ralf Laufer. Il reparto Metrologia offre dunque analisi importanti per i meccanici dell’azienda energetica.

Verifica dei punti sensibili

Particolare attenzione meritano i punti sensibili del rotore, come ad esempio le aperture di efflusso sul bordo esterno della “tazza”. Qui possono formarsi turbolenze che riducono l’efficienza della turbina e accelerano l’usura. Anche la forma ottimale della pala di turbina è importante. Altri tipi di verifica: le pale sono identiche? L’acqua colpisce la pala dove l’efficienza è ottimale? I risultati delle misure che si ottengono con il Leica Absolute Tracker e il Leica T-Scan, sono un’agevolazione enorme per simili calcoli.

Ogni giorno conta

“Nelle revisioni delle centrali esistenti dobbiamo garantire che le turbine che analizziamo tornino poi di nuovo alla loro posizione originaria. Creiamo reti di punti di riferimento, verifichiamo il mantenimento degli assi macchina, e se i piani della flangia e i fori si accoppiano”, afferma Ralf Laufer. È per questo che impiega il Leica T-Probe, in grado di rilevare anche punti di misura difficilmente accessibili, senza aver bisogno di una linea visiva diretta. Inoltre occorre utilizzare strumenti di misura che siano adeguatamente resistenti, considerate le condizioni geografiche e climatiche in cui vanno a operare. Le turbine e i componenti della macchina di queste dimensioni che svolgono il loro compito in alta montagna vengono trasportati dalla Vorarlberger Illwerke quando è necessario per mezzo di un pesante elicottero da trasporto. Simile trasporto è rischioso e costoso – oltre il primo tentativo farebbe saltare qualunque budget in termini di denaro e di tempo. Ralf Laufer: “Ogni giorno conta nel campo della generazione di energia.” Nella rete portabagagli dell’elicottero viaggia anche il Leica Absolute Tracker AT901 per poi mettere alla prova la sua resistenza in condizioni difficili come l’elevata umidità dell’aria e le temperature vicine al punto di congelamento.

“Il Sistema Tracker è ideale per il nostro impiego“, riassume Laufer. “Il passaggio da scansione a rilevamento sullo stesso componente funziona in modo egregio. Non c’è alternativa al Leica T-Probe. Lavoriamo già da molti decenni con strumenti di Leica Geosystems e abbiamo imparato ad apprezzare la loro affidabilità. Questo vale anche per la rapida assistenza di Hexagon Metrology Austria.”