¿Cómo ofrece Beat the Storm más diversión con menos CO2?

DINAMARCA: Por suerte, no todos los días experimentamos un ciclón tropical. Sin embargo, Universe Science Park, en el sur de Dinamarca, cuenta con un simulador que hace que los 140 000 visitantes que acuden al parque cada año puedan vivirlo en primera persona. Desde marzo de 2022, el túnel de viento Beat the Storm ha sido la atracción estrella del parque. En este simulador, los visitantes experimentan velocidades de viento de hasta 130 km/h. La generación de tales fuerzas consume mucha más energía de la que se podría pensar. Por lo tanto, los técnicos del parque se han centrado en optimizar la eficiencia energética.

Para dar vida a la atracción Beat the Storm, el equipo del Universe Science Park intentó 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. A estas velocidades de viento resulta complicado que las personas puedan caminar en posición erguida, y a algunas incluso les cuesta respirar.

Troels Nim Andersen, director de proyectos del Universe Science Park, explica: «Beat the Storm es una atracción de alta velocidad con un enfoque científico. La experiencia es perfecta en un parque científico como el nuestro. Con todas nuestras atracciones, y con esta en especial, queremos crear más entusiasmo por la ciencia, la tecnología y el espíritu emprendedor».

El parque científico se enfrentó a tres retos principales a la hora de desarrollar la atracción.

En primer lugar, la optimización de la eficiencia energética resultaba fundamental para mantener el consumo eléctrico y las emisiones de CO ₂ al mínimo.

En segundo lugar, el parque se comprometió a garantizar el cumplimiento de los armónicos. Como explica Troels Nim Andersen: «Normalmente, no tenemos que lidiar con la mitigación de armónicos. Sin embargo, el consumo energético de Beat the Storm es enorme. Esta atracción consume más energía que cualquier otra parte del parque. Construimos un transformador para satisfacer esta necesidad y acordamos con la empresa de servicios públicos no distorsionar el suministro. Por lo tanto, estabilizar los armónicos para cumplir con nuestro acuerdo y proteger los demás equipos representa un verdadero reto. Por ejemplo, si la mitigación de armónicos es inadecuada, corremos el riesgo de experimentar errores en las 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 para el mantenimiento es difícil. Por lo tanto, para ahorrar tiempo y costes de mantenimiento, el parque necesitaba un funcionamiento fiable con largos intervalos de servicio.  Esperan que la atracción Beat the Storm funcione durante 7 años antes de renovarla o sustituirla por otra atracción.

El enorme sistema de ventiladores instalado para generar altas velocidades de viento se equipó con 12 convertidores de frecuencia HVAC VLT® FC 102 para realizar el control de velocidad variable de los ventiladores. Cada convertidor controla un motor nominal de 37 kW con un 10 % de sobrecarga, con una carga efectiva de 45 kW en el convertidor. Esta configuración garantiza que los ventiladores funcionen exactamente a la velocidad necesaria, lo que reduce el consumo eléctrico en comparación con el funcionamiento directo en línea. Esto, a su vez, reduce las emisiones de CO₂.

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

«Norbert Hanigovszki, experto de Danfoss, nos ayudó a calcular los problemas de armónicos con unos convertidores de velocidad variable tan grandes y nos proporcionó orientación sobre el tamaño y la configuración que debíamos utilizar. También nos ayudó a encontrar la estación de transformadores adecuada», explica Troels Andersen. Al utilizar la herramienta de cálculo de armónicos MyDrive® Harmonics para optimizar la selección, Danfoss se aseguró de que el sistema resultante funcionara de forma muy económica y también ofreciera una alta eficiencia.

El requisito de fiabilidad se optimiza utilizando la función de monitorización basada en condiciones integrada en cada convertidor. La computación de borde inteligente establece una línea base y analiza continuamente los datos de vibración. Cuando los datos (por ejemplo, el nivel de vibración) se sitúan fuera del rango aceptable, el convertidor emite una alerta para advertir al personal de la irregularidad. La advertencia temprana implica 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. Resulta extremadamente difícil acceder a estos motores y llevar a cabo una comprobación física del ventilador, el motor y los cables requiere mucho tiempo. Por lo tanto, es extremadamente valioso que, en lugar de desmontar los motores para comprobarlos anualmente, ahora podamos supervisarlos de forma remota en busca de vibraciones y consumo energético. Ahora podemos actuar con antelación para evitar fallos críticos. De hecho, la capacidad de la 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 que normalmente se instalan 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 visitantes una mejor experiencia. Por ejemplo, se minimiza el ruido. Se espera que Universe utilice una intensidad 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 intensidad de 400 A. En otras palabras, si fuera necesario, el túnel podría funcionar más allá de sus especificaciones para alcanzar velocidades de viento de 165 km/h sin utilizar más energía 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 implica que ahora podemos abrir el túnel de viento a más visitantes. Anteriormente, el límite mínimo de altura era de 135 cm, pero después de probar varias configuraciones, ahora podemos acoger a más niños con una altura mínima de 120 cm».

En la atracción Beat the Storm se programan tres velocidades y el operador puede seleccionar la velocidad correcta para adaptarse a la estatura del visitante. Hoy en día, más niños pueden divertirse venciendo la tormenta y, al mismo tiempo, reducir las emisiones de CO ₂.