¿Cómo consigue Beat the Storm más diversión con un 80 % menos de CO2?

DINAMARCA: Afortunadamente, no todos los días se experimenta un ciclón tropical. Sin embargo, el Universe Science Park del sur de Dinamarca cuenta con un simulador que hace que se sienta real para 140 000 huéspedes que visitan el parque anualmente. Desde marzo de 2022, el túnel de viento Beat the Storm ha sido una atracción estrella en el parque. En este simulador, los huéspedes experimentan velocidades de viento de hasta 130 km/h. La creación de estas fuerzas consume mucha más energía de la que cree. Por lo tanto, los técnicos del parque han mantenido un gran enfoque en la optimización de la eficiencia energética.

Para dar vida a la atracción Beat the Storm, el equipo del Universe Science Park pretendía emular un ciclón de categoría 1 en un túnel de viento de 10 metros de longitud. La categoría 1 equivale a un ciclón tropical, donde los vientos fuertes pueden hacer que los barcos arrastren sus amarres. Es un reto para las personas caminar erguidas a estas velocidades del viento y algunas sienten que es difícil respirar.

Troels Nim Andersen, director de proyectos de Universe Science Park, explica: "Beat the Storm es una atracción de alta velocidad con un enfoque científico. La experiencia es perfecta para nosotros como parque científico. Con esta atracción -y todas nuestras atracciones- queremos generar más entusiasmo por la ciencia, la tecnología y el espíritu emprendedor."

Al desarrollar la atracción, el parque científico se enfrentó a tres desafíos principales.

En primer lugar, la optimización de la eficiencia energética era vital para mantener al mínimo la factura eléctrica y las emisiones de CO2.

En segundo lugar, el parque se comprometió a garantizar el cumplimiento de los armónicos. Troels Nim Andersen explica: «Normalmente, no tenemos que lidiar con la mitigación de armónicos. Sin embargo, para Beat the Storm, el consumo de energía es enorme. Esta atracción consume más energía que cualquier otra parte del parque. Construimos un transformador solo para satisfacer esta necesidad y llegamos a un acuerdo con la empresa de suministro para no alterar el suministro. Por lo tanto, tenemos el reto único de estabilizar los armónicos para cumplir con nuestro acuerdo y proteger nuestros otros equipos. Por ejemplo, si la mitigación de armónicos es inadecuada, corremos el riesgo de experimentar errores en nuestras numerosas pantallas de información y terminales de tarjetas de crédito."

En tercer lugar, el parque necesitaba garantizar un funcionamiento fiable con el máximo tiempo de actividad. El acceso de mantenimiento es difícil. Por lo tanto, para ahorrar tiempo y costes de mantenimiento, el parque requería un funcionamiento fiable con largos intervalos de servicio.  Esperan que la atracción Beat the Storm funcione durante 7 años antes de renovarla o utilizar el espacio para otra cosa.

El enorme sistema de ventiladores instalado para generar altas velocidades de viento se equipó con 12 unidades VLT® HVAC Drive FC 102 para el control de velocidad variable de los ventiladores. Cada convertidor de frecuencia controla un motor con una potencia nominal de 37 kW con una sobrecarga del 10 %, y una carga efectiva de 45 kW en el convertidor de frecuencia. Esta configuración garantiza que los ventiladores funcionen exactamente a la velocidad requerida, y no más, lo que reduce el consumo de electricidad en un 80 % en comparación con el funcionamiento directo en línea. Esto, a su vez, reduce las emisiones de CO2 en un 80 %.

El cumplimiento de los armónicos se gestiona mediante un único filtro activo avanzado de Danfoss, que mitiga los armónicos de los 12 convertidores de frecuencia.

«El experto de Danfoss, Norbert Hanigovszki, ayudó a calcular los desafíos de los armónicos con convertidores de frecuencia de velocidad variable tan grandes y proporcionó orientación sobre el tamaño y la configuración que debíamos ejecutar. También nos ayudó a encontrar la estación transformadora adecuada», explica Troels Andersen. Mediante el uso de la herramienta de cálculo de armónicos MyDrive® para optimizar la selección, Danfoss garantizó que el sistema resultante funcionara de forma muy económica y también ofreciera una alta eficiencia.

El requisito de fiabilidad se optimiza mediante la función de monitorización basada en condiciones integrada en cada convertidor de frecuencia. El Edge Computing inteligente establece una línea de base y analiza continuamente los datos de vibraciones. Cuando los datos (por ejemplo, el nivel de vibración) están fuera del rango aceptable, el convertidor emite una alerta para advertir al personal de la irregularidad. La advertencia temprana significa que el personal y los sistemas pueden reaccionar a tiempo para mitigar el desgaste, eliminando las paradas no programadas.

El túnel de aire ha funcionado de forma totalmente fiable durante su primer año y ha ahorrado a Universe muchas horas de trabajo de mantenimiento. Troels Nim Andersen concluye: "La función integrada de monitorización del estado nos ayuda enormemente con el mantenimiento. Estos motores son físicamente muy inaccesibles y requiere mucho tiempo realizar una comprobación física del ventilador, el motor y los cables. Por lo tanto, es extremadamente valioso que, en lugar de desmontar los motores para comprobarlos anualmente, ahora podemos supervisarlos de forma remota para detectar vibraciones y consumo de energía. Ahora podemos actuar con antelación para evitar fallos críticos. De hecho, la capacidad CBM actúa como una red de seguridad invisible que protege el sistema desde el interior."

Los convertidores instalados en Beat the Storm son más avanzados que los instalados normalmente en atracciones similares de la competencia, como iFly. La inteligencia integrada en los convertidores de frecuencia ofrece a Universe la oportunidad de ajustar el túnel de viento para ofrecer a los huéspedes una mejor experiencia. Por ejemplo, se minimiza el ruido. Se espera que Universe utilice una corriente de 700 A para alcanzar la velocidad máxima del viento. Sin embargo, gracias a la alta optimización mediante el control de velocidad variable, en la práctica solo se requiere una corriente de 400 A. Dicho de otro modo, significa que si es necesario, el túnel podría funcionar más allá de sus especificaciones para alcanzar velocidades de viento de 165 km/h sin utilizar más potencia de la especificada originalmente. 

«Descubrimos que el control de velocidad variable de los convertidores VLT® nos da más flexibilidad para ajustar la velocidad del viento en el túnel de lo que esperábamos. Esto significa que ahora podemos abrir el túnel de viento para más huéspedes. Anteriormente, el límite mínimo de altura era de 135 cm, pero después de probar varias configuraciones, ahora podemos invitar a más niños al interior, de hasta 120 cm de altura."

En la atracción Beat the Storm se programan tres velocidades, y el operador puede seleccionar la velocidad correcta para adaptarse al tamaño del huésped. Hoy en día, aún más niños pueden divertirse superando la tormenta y, al mismo tiempo, reducir las emisiones de CO2.