Equipos de soldadura para torres eólicas: las máquinas detrás de cada sección de torre

Los equipos de soldadura para torres eólicas son el conjunto de máquinas —fuentes de poder para soldadura, rotadores y manipuladores— que se utiliza para unir placas de acero y formar las secciones cilíndricas que sostienen un aerogenerador destinado a producir energía eólica en un parque eólico. Actualizado en julio de 2026. Estos equipos se construyen específicamente para fabricar torres eólicas y no se adaptan de una línea genérica de fabricación; la mayoría de los compradores de este sector busca respuestas a dos preguntas clave: qué comprende una línea de producción completa para fabricar torres eólicas y cómo dimensionarla correctamente para una sección de torre determinada; este artículo abordará ambas mediante el análisis de datos de proveedores, solicitudes de patentes y documentos normativos, en lugar de basarse únicamente en la literatura comercial de un fabricante.

¿Qué equipos sueldan realmente una torre de aerogenerador? (Fundamentos de fabricación)

Una torre de aerogenerador se fabrica con secciones de placa de acero rolada que forman virolas cilíndricas individuales. Después, estas virolas se apilan y sueldan para crear secciones ensambladas de mayor tamaño que finalmente conforman la torre completa. Ese proceso tradicional, denominado “soldadura de virolas”, consiste en apilar y soldar sucesivamente segmentos tubulares más pequeños.

Esta secuencia de soldadura de virolas se describe con precisión en un artículo de investigación de 2023 de la Facultad de Ingeniería de Northeastern University, que documentó un trabajo sobre torres de aerogeneradores reconocido por Time Magazine. Casi todos los conjuntos de equipos de soldadura para torres eólicas parten de esta metodología fundamental.

Una patente china (CN106695252A) sobre la fabricación de torres eólicas describe un procedimiento de cinco etapas que coincide con las prácticas observadas en instalaciones de producción reales. La secuencia comienza con el corte de la placa de materia prima, la preparación del bisel para la soldadura, el rolado de la placa para formar una virola cilíndrica, la soldadura de la junta longitudinal para cerrar la virola y, finalmente, el ensamble de las secciones mediante soldaduras circunferenciales para unir las virolas individuales y formar la sección final de la torre. Cada etapa se realiza con equipos específicos: máquinas de corte y biselado, roladoras de placa, una máquina para soldar juntas longitudinales y un sistema de rotadores o rodillos viradores combinado con un manipulador de soldadura para las soldaduras circunferenciales.

Ahí es precisamente donde entra en juego la familia Aubrik de equipos de soldadura para torres eólicas: su proceso completo sigue los cinco pasos de manejo de placas, soldadura de juntas longitudinales y soldadura circunferencial con un rotador, y el conjunto íntegro de esta familia está diseñado como una línea completa para torres eólicas. En las siguientes secciones de este artículo se analiza individualmente cada clase de equipo y se definen su función, los motivos de su diseño y las consideraciones de tamaño.

Soldadura por arco sumergido: el proceso central detrás de cada junta

¿Qué se utiliza para soldar las placas de una torre eólica?

El principal proceso de soldadura de una torre eólica —tanto para las juntas longitudinales como para las circunferenciales— es la soldadura por arco sumergido (SAW). En el proceso SAW, el arco arde bajo una capa de fundente que protege contra el destello del arco y las salpicaduras, al tiempo que aísla el arco para permitir el uso de corrientes elevadas y altas tasas de deposición.

Esta capacidad de trabajar con corriente elevada y una alta tasa de deposición es lo que llevó a una investigación sobre fabricación de University of Saskatchewan a señalar que “la combinación de una corriente elevada y una alta tasa de deposición explica por qué esta técnica predomina en la soldadura de tuberías de gran diámetro, recipientes a presión y torres de aerogeneradores”. La misma ventaja en la tasa de deposición se aplica a la soldadura de la junta longitudinal de la virola, una secuencia documentada paso a paso en la patente de fabricación de torres eólicas CN106695252A.

No existe una única cifra para la tasa de deposición, sino un rango real. Según la revista especializada Fabricators & Manufacturers Association (FMA) Fabricator, la tasa de deposición de una máquina SAW de un solo alambre suele alcanzar hasta 40 lbs/hora y, en algunos casos, una cifra mayor, según el diámetro y la polaridad del alambre. El proveedor LJ Welding Automation anuncia más de 65 lbs/hora para un sistema tándem de dos alambres que utiliza dos máquinas Lincoln Electric ACDC-1000 en un mismo baño de soldadura, junto con un alimentador de fundente calentado de 300 lb. Esta es una afirmación de rendimiento del proveedor para una configuración tándem específica, no una cifra de referencia independiente de la industria, pero ilustra la diferencia de productividad entre los sistemas de uno y dos alambres en tándem: aproximadamente un 60% más de deposición al añadir un segundo alambre a la misma junta.

Una patente internacional de 2002 (WO2002038891A1) sobre la fabricación de patines para torres eólicas permite verificar esta decisión por otra vía, pues describe lo siguiente: “los extremos se sueldan entre sí después de rolar la placa. Normalmente se unen mediante soldadura por arco sumergido”. La razón es que SAW es la tecnología en la que se basa prácticamente toda la clase de máquinas presentada en el resto de esta guía. Por eso casi todas las máquinas presentadas en el resto de este documento están diseñadas para trabajar con la misma técnica: mantener estable la unión, hacer avanzar la junta de manera uniforme y garantizar que el arco permanezca sobre la línea de unión durante varias horas. Por lo tanto, procesos como la soldadura por resistencia eléctrica, ampliamente utilizados con tuberías de pared delgada y diámetros menores, no pueden emplearse con los espesores de las virolas de torre, mientras que el proceso SAW cubierto por fundente sí puede.

Posicionamiento de la pieza: rodillos viradores, rotadores y manipuladores de columna y brazo horizontal

La tasa de deposición del proceso SAW solo resulta efectiva si la junta se desplaza bajo el arco a una velocidad y posición constantes durante toda la longitud de la soldadura. Esto no puede hacerlo una persona —una sección de torre de varias toneladas no puede girarse manualmente a velocidad constante—, por lo que las líneas de equipos de soldadura para torres eólicas dividen el trabajo entre dos máquinas y dos tareas distintas.

Los rotadores de soldadura (rodillos viradores) utilizan rodillos accionados por motor —y a menudo con asistencia hidráulica— para sostener la sección cilíndrica de la torre y hacerla girar a una velocidad controlada bajo un cabezal de soldadura fijo o semifijo; esto es precisamente lo que muestra una patente estadounidense presentada en 2012 (US20120304588A1) sobre el montaje de torres de aerogeneradores para soldar juntas horizontales (circunferenciales): la torre gira sobre su propio eje mientras se suelda. Los manipuladores de columna y brazo horizontal hacen lo contrario: sostienen y desplazan la propia antorcha de soldadura, extendiendo un brazo horizontal sobre la pieza de trabajo en rotación para garantizar que el arco siga la junta mientras gira la sección.

“Según mi experiencia, si hace tanto viento, ¡los soldadores ya habrán construido refugios para mantenerse calientes!”

Un ingeniero de soldadura estructural, en un hilo de discusión de Eng-Tips sobre soldadura en campo

Ese comentario de campo sirve para recordar que los equipos de posicionamiento no son únicamente una elección metalúrgica: la carga del viento sobre la sección de la torre y sobre cualquier sistema de fabricación expuesto es una preocupación real que puede determinar si la fabricación debe realizarse dentro de un edificio cerrado o si se necesitan barreras cortaviento temporales alrededor del rotador y el manipulador.

En realidad, nos referimos al sistema de posicionamiento de 3 ejes: el rotador, el manipulador y, en las líneas con mayor volumen de producción, un sistema específico de seguimiento de junta. Esto es lo que distingue una línea de soldadura para torres eólicas de un taller convencional de tuberías; cada uno de los tres ejes aporta un grado de libertad, lo que garantiza que el cabezal SAW encuentre una geometría de junta controlada con precisión y repetible, sin importar el tamaño de la sección. Aubrik fabrica ambos componentes principales de este sistema; por ejemplo, su línea de manipuladores de soldadura de columna y brazo horizontal proporciona el componente de posicionamiento de la antorcha.

No emparejar correctamente estos componentes es un error muy frecuente y costoso en la práctica: un rotador cuya capacidad sea incluso 20 toneladas inferior a la requerida por la sección que sostiene, o un manipulador cuyo brazo horizontal no tenga suficiente alcance, provocará desalineación, evidenciada por una anchura irregular del cordón a lo largo de la junta, una imperfección que normalmente exige retrabajo mediante la eliminación y nueva soldadura de varias capas. En esencia, se trata tanto de un problema de manejo de materiales y rigidez estructural como de soldadura; una sección cilíndrica grande colocada mediante una grúa sobre un rotador de capacidad insuficiente se flexionará por su propio peso antes de que se encienda el arco. Aubrik diseña sus líneas de rotadores y manipuladores como unidades integradas porque un emparejamiento desequilibrado, y no los propios parámetros de soldadura, suele ser la causa subyacente de la mayoría de los problemas de armado y ajuste en una línea para torres eólicas. El control de tolerancias documentado conforme a ISO 9001 en ambas máquinas es esencial para que las secciones de varias toneladas giren de forma concéntrica durante un ciclo de soldadura de varias horas.

Junta longitudinal frente a junta circunferencial: dos soldaduras y dos configuraciones de equipos

Cada sección de torre requerirá un par de soldaduras dimensionadas por separado, ya que la longitud de una no necesariamente coincidirá con la de la siguiente. Junta longitudinal: recorre toda la longitud de una sola virola rolada y la cierra para formar un cilindro. La patente WO2002038891A1 muestra exactamente esta operación: rolar una placa plana y unir sus dos bordes largos mediante soldadura SAW. Junta circunferencial: une dos virolas completas por sus extremos para formar una pieza más larga. La patente del método de montaje US20120304588A1 indica que, en esta operación, la máquina de soldar hace girar las virolas ensambladas alrededor del eje de la torre, en lugar de desplazar la soldadura a lo largo de una junta.

Si desea profundizar en la soldadura circunferencial, incluidas la tolerancia de armado y ajuste y la secuencia del proceso para evitar defectos, Aubrik cuenta con un artículo dedicado exclusivamente a los equipos para soldadura circunferencial de torres eólicas, que, a diferencia de este artículo, presupone que el equipo ya se seleccionó hasta este nivel de categoría.

Dimensionamiento de los equipos: selección de capacidad, diámetro y carga

El equipo, denominado “rotador” o “posicionador”, suele dimensionarse según la carga de trabajo máxima en toneladas que puede girar alrededor de un eje sin deslizamiento. Los datos de catálogo de varios fabricantes de equipos no relacionados indican que el espectro es bastante amplio: los rodillos viradores de uso general presentan rangos de capacidad aproximados de 15 a 180 toneladas; los rodillos viradores comercializados específicamente por Koike Aronson, un importante fabricante de posicionadores, abarcan de 50 a 250 toneladas; y los rotadores especializados exclusivamente en torres eólicas ofrecen capacidades desde unas pocas toneladas hasta 2,000 toneladas para sistemas personalizados de dimensiones excepcionales. Este es un rango obtenido mediante un estudio de mercado, no una cifra obligatoria establecida por un código de soldadura.

Curva de correspondencia de 9 clases entre virolas de torre y capacidad del rotador

La siguiente tabla resume el peso y el diámetro estimados de las virolas de torres eólicas en relación con la categoría de capacidad correspondiente del rotador; la información se recopiló a partir de varios listados de equipos de distintos proveedores, incluidos Aubrik, los listados de made-in-china.com, sohowelding.com, lydoer.com y el catálogo de rodillos viradores de Koike Aronson. Esta tabla constituye una primera referencia útil para el proceso de selección: úsela para reducir las opciones, pero consulte después los planos reales de las secciones del fabricante para determinar los criterios de selección definitivos.

Normas y verificación de soldaduras: AWS D1.1, IEC 61400-6 y END

No existe un código universal de soldadura que rija la soldadura de torres eólicas: todo depende del lugar de fabricación, el sitio de instalación y el tipo específico de certificación que se obtenga. En Estados Unidos, los procedimientos y la inspección de soldaduras para acero estructural, incluida la fabricación de torres eólicas, suelen realizarse conforme a D1.1/D1.1M de American Welding Society (AWS), Código de soldadura estructural: acero. (Al momento de redactar este artículo, la versión más reciente es la edición 2025: D1.1/D1.1M:2025-AMD1, según el registro de normas de AWS.) Una empresa especializada en inspecciones de soldadura para el sector de la energía eólica “recomienda firmemente que la inspección se realice conforme a AWS D1.1, EN 1090 o IEC 61400-1, ya que esto se aplica a todas las ubicaciones”. La variedad de códigos aplicables es evidente: una revisión del diseño a fatiga de estructuras de aerogeneradores marinos realizada por U.S. Bureau of Safety and Environmental Enforcement ilustra cuánto puede variar la norma de integridad estructural aplicable según el tipo y el lugar de instalación.

Esa variedad puede marcar una gran diferencia. IEC 61400-6:2020+AMD1:2025-Sistemas de generación de energía eólica-Parte 6: Requisitos de diseño de torres y cimentaciones (con AMD1 a junio de 2025), publicada por International Electrotechnical Commission, es la norma redactada específicamente para la integridad estructural de las torres de aerogeneradores y sus cimentaciones, y abarca desde el análisis geotécnico hasta la resistencia de las conexiones de los patines. No es un código de ejecución de soldadura como AWS D1.1; en su lugar, define los criterios de diseño que deben cumplir los códigos de ejecución de soldadura, como AWS D1.1 y EN 1090. Mientras tanto, las preguntas frecuentes de European Commission sobre el Reglamento de Productos de Construcción indican expresamente que los aerogeneradores y sus torres “quedan fuera del alcance de EN 1090-1 y, por lo tanto, no pueden llevar el marcado CE conforme al Reglamento de Productos de Construcción. El proceso de evaluación de la conformidad debe realizarse de acuerdo con [la] Directiva de Máquinas y caso por caso”. Suponer que “AWS D1.1 se encarga de todo” para una torre que se instalará en el mercado europeo es un error.

Las normas definen cómo debe comportarse una soldadura; los NDT confirman que así fue. Denominaremos a esta secuencia Manual de campo para la verificación desde AWS D1.1 hasta los NDT: (1) establecer qué código estructural utiliza el mercado de destino de la torre, (2) confirmar que se disponga de WPS/PQR calificados antes de iniciar la soldadura de producción, (3) someter a pruebas ultrasónicas todas las juntas circunferenciales y longitudinales terminadas para detectar discontinuidades internas, como porosidad o falta de fusión, sin cortar la junta, y (4) registrar los resultados de acuerdo con los criterios de aceptación del código aplicable (AWS D1.1 o su equivalente regional correspondiente). Nuestras líneas se diseñan y certifican conforme a las normas ISO 9001 y CE, lo que establece para el fabricante un nivel básico de control de calidad sobre el cual se desarrollará la calificación local del procedimiento de soldadura.

Manual frente a automatizado: justificación de la inversión en equipos

La respuesta honesta no es que “la automatización sea mejor”, sino que existe un equilibrio entre flexibilidad y consistencia. Un estudio de acceso abierto de 2025 publicado en Discover Materials (Springer) comparó la soldadura manual con la automatizada mediante un robot industrial de soldadura lineal para distintos espesores de materiales. Como era de esperarse, el método manual ofreció mejores resultados con formas variables y flexibles, mientras que el automático logró mayor precisión y consistencia en juntas uniformes y redujo el tiempo total de soldadura casi un 40% respecto al manual. Aunque ese experimento no utilizó una configuración SAW específica para aerogeneradores ni proporcionó datos de ahorro de tiempo específicos para estos, ilustra claramente el equilibrio entre flexibilidad y consistencia al que se enfrenta un fabricante de torres eólicas cuando decide entre rotadores de soldadura manuales y sistemas automatizados con manipulador de soldadura, SAW y seguimiento de junta.

Dado que muchos fabricantes ya utilizan sistemas de soldadura robotizada en otras áreas de sus instalaciones, incorporar capacidades automatizadas para torres eólicas suele implicar más una actualización de los sistemas y el software de automatización de soldadura existentes que una implementación desde cero (las plataformas PLC/HMI y de monitoreo de calidad normalmente pueden transferirse desde otros proyectos de soldadura automática, aunque el hardware físico del manipulador de soldadura no pueda transferirse).

Cómo mantener la línea en funcionamiento: mantenimiento y disponibilidad de los equipos

El mantenimiento de los equipos de soldadura para torres eólicas comprende dos tipos de tareas distintas, aunque fáciles de confundir: las mecánicas (rotadores de soldadura, manipuladores de soldadura y accionamientos) y las del proceso (parámetros del sistema SAW), la misma división entre equipos especializados que se describe en la patente de fabricación CN106695252A. Si se omite cualquiera de ellas, se producirán paros, aunque en una etapa diferente del ciclo de producción.

• Inspeccione periódicamente los engranajes de accionamiento, los rodillos y las superficies de los rodamientos del rotador de soldadura; por ejemplo, un rodillo que patina puede provocar variaciones en la velocidad de rotación durante la soldadura.
• Revise la alineación del brazo horizontal y la columna del manipulador de soldadura; cualquier desviación genera variaciones en la distancia entre la antorcha de soldadura y la pieza a lo largo de una junta circunferencial extensa.
• Monitoree el fundente para detectar contaminación y asegurar una alimentación uniforme. La causa más común de porosidad en SAW, que con frecuencia pasa inadvertida, no es mecánica.
• Recalibre periódicamente los valores de ajuste del aporte térmico y de la velocidad de recorrido del sistema para que correspondan con su WPS calificado; no espere hasta detectar un defecto, ya que los parámetros pueden desviarse lentamente antes de que el problema sea visible.
• Mantenga limpios los sensores y los componentes ópticos del sistema de seguimiento de junta. La obstrucción de los componentes ópticos es un punto de falla conocido en las áreas de fabricación exteriores con mucho polvo, donde suele utilizarse equipo automatizado.

Perspectivas del sector: automatización de soldadura robotizada e integrada con sensores

Los debates sobre la fabricación de torres eólicas en todo el sector, tanto en el segmento eólico terrestre como en el marino, se han centrado cada vez más en un único cuello de botella. Se afirma que la disponibilidad de equipos de automatización de soldadura, y no la capacidad de las grúas ni la cadena de suministro de acero en las etapas previas, es la restricción que limita la tasa de producción de torres. Esa especificación es importante porque, en lugar de limitarse a afirmar que “el sector se está automatizando”, define el componente con mayor plazo de entrega y más importante para el comprador que aborda esta guía (tamaño del rotador de soldadura, capacidad del manipulador de soldadura y velocidad de SAW), la misma tendencia de innovación centrada en la soldadura por la que un proyecto de torres respaldado por Northeastern University recibió un reconocimiento de Time Magazine en 2023.

Detrás de esa promesa, la hoja de ruta de la tecnología de soldadura es clara: los sistemas integrados con sensores que miden en tiempo real la estabilidad del arco, el ajuste de la junta y la velocidad de recorrido están pasando rápidamente de proyectos piloto a convertirse en equipos especificados, y al menos un proveedor de robots industriales de soldadura afirma que sus sistemas automatizados sueldan de manera confiable juntas de torres de 50 m en las condiciones árticas bajo cero y con viento donde los equipos manuales alcanzan sus límites físicos de seguridad y soldadura. Como contexto general (aunque no es el punto central): los analistas esperan que el sector más amplio de automatización de aerogeneradores crezca a una tasa anual compuesta de >25% hasta aproximadamente 2035 y que el mercado general de equipos de soldadura por arco crezca a una tasa alta de un solo dígito; son datos contextuales útiles, pero no sustituyen la tendencia subyacente de los equipos que reflejan. Para quienes presupuesten una ampliación de una línea de torres en 2026-2027, la conclusión es esta: especifique hoy la integración de sensores en las nuevas compras de rotadores de soldadura y equipos SAW, en lugar de planearla como una modernización posterior a la instalación.

Retrasar esa transición implica otro costo que podría permanecer oculto: los fabricantes que siguen limitados a líneas manuales señalan que su brecha frente a los productores automatizados (productividad es un código identificador utilizado en el sector para estas máquinas, no una marca específica) continúa ampliándose y que un solo día de producción perdida en una línea de 100 t suele superar el costo de la inversión en sensores, lo que convierte la decisión de automatizar en una cuestión de costos, no de tecnología. Para los clientes que buscan modernizar sus equipos, Aubrik ha cuantificado esa brecha, ya que a menudo el debate no se centra en las cifras generales del tamaño del mercado citadas anteriormente en la prensa, sino en el cuello de botella que intentan eliminar actualmente en una línea determinada.

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