Desarrollo, aplicación y evolución de UAV para el mantenimiento industrial.
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José Miguel García Gutiérrez
C. Experto en Tanques y Obra Civil en Enagás.
Resumen
La irrupción del uso y aplicación de Drones abre un nuevo campo de trabajo en el mantenimiento industrial. Trabajos más rápidos, más precisos y sobre todo más seguros son posibles gracias al uso de estas tecnologías. Los diferentes entornos donde se desarrollan los trabajos en el sector industrial hacen necesario del desarrollo de aplicaciones específicas para trabajos concretos. El medio que usaremos para la resolución de diferentes problemas será el vehículo no tripulado, pero las aplicaciones serán muy diversas y requerirán de un estudio pormenorizado y detallado para su correcta aplicación.
INTRODUCCIÓN
La aprobación del RD de 15 octubre de 2014 en España crea las medidas para el crecimiento, la competitividad y la eficiencia y además establecía el marco normativo para la operación drones, UAV unmanned aerial vehicle o RPA Remotely Piloted Aircraft (por sus siglas en inglés), de forma temporal.
El sector industrial, como es habitual, hace de punta de lanza y comienza a buscar aplicaciones de estos sistemas a la gestión del mantenimiento de infraestructuras.
PLANTEAMIENTO
La aparición de nuevas tecnologías, y su aplicación, requiere de un planteamiento previo en el que se designen los objetivos de la aplicación, las herramientas a utilizar y, después de realizar un proyecto piloto, su desarrollo y evolución.
En Enagás, utilizamos los UAV de diferentes formas y maneras y en algunos casos se han desarrollado aplicaciones y drones específicos para supervisión en plantas industriales.
Los diferentes usos, en la actualidad, son:
- Revisión de antorchas.
- Termografías en racks.
- Supervisión escolleras.
- Vigilancia de deslizamientos de laderas.
- Inspección de gasoductos en cruces de ríos.
- Supervisión de Tanques de GNL.
Revisión de antorchas:
Las antorchas existentes en las plantas de regasificación tienen aproximadamente unos 70 metros de altura y periódicamente se requiere supervisar el estado de la baliza y el funcionamiento de los pilotos de antorcha que son los encargados de prender la llama en caso de emisión de gas por la misma.
La realización de este trabajo requiere de permisos especiales para que una persona, equipada con arnés y línea de vida, compruebe su estado de funcionamiento.
Esta operación ha sido sustituida por un dron, que en menos de 1 minuto fotografía el estado de los quemadores y el piloto, evitando el riesgo que comportaba la realización de esta operación.
Termografías en racks de tuberías:
Hasta ahora esta operación no se realizaba, ya que las tuberías quedan por encima de la pasarela de mantenimiento. Para mejorar la operación de las plantas, se decidió dotar al dron de cámaras termográficas para detectar los puntos fríos, es decir, con aislamiento deficiente y proceder a su reparación para minimizar la aparición de boil-off, lo que hace más eficientes las plantas.
Supervisión de escolleras:
En este caso, usamos un dron para comprobar el estado de una escollera, ya que debido a la cantidad de vegetación no se observaba ninguna anomalía. Gracias a la inspección con un dron descubrimos una zona con pérdida de material que hubiera podido causar problemas mayores.
Inspección de gasoductos en cruces de ríos:
Cuando se producen lluvias torrenciales se realizan inspecciones rutinarias para comprobar si dichas lluvias han afectado a la traza del gasoducto. En zonas poco accesibles o bien para tener un mejor punto de vista, en puntos concretos, se utiliza la tecnología de drones para supervisar la traza y comprobar su estado. Esta actividad, habitualmente, la hacíamos con helicóptero. El uso de drones, para la misma tarea, hace que mejoremos en eficiencia, rapidez y ahorro de costes.
Deslizamiento de laderas:
Gracias a los drones y al sistema LIDAR supervisamos las laderas más complicadas y monitorizaríamos sus desplazamientos, si los hubiera.
En zonas escarpadas es complicado enviar a una persona con el equipo a cuestas para que realice estas operaciones por lo que el uso del dron para este tipo de trabajos no es solo deseable sino también recomendable.
Supervisión de Tanques de GNL:
Es, en la supervisión de tanques de GNL, donde se ha producido el mayor desarrollo de tecnología, ya que hemos pasado de inspeccionar la superficie del mismo con prismáticos, con la precisión que ello conlleva, a realizar un mapeado milimétrico de la superficie del mismo, identificando, acotando y posicionando cualquier patología que pudiera aparecer en dicha superficie.
La superficie media de la pared de un tanque es de 10.000m2 y en Enagás tenemos unos 30 tanques, por lo que contar con una herramienta como esta se hace imprescindible.
En los ejemplos descritos anteriormente, se han usado drones más o menos comerciales, pero en este caso se ha tenido que desarrollar un dron con medidas de seguridad específicas para plantas de GNL y un software capaz de detectar las patologías descritas anteriormente. Tanto el software IRIS como el dron son propiedad de CPI Integrated Sevices, empresa que con el conocimiento y Know How de Enagás ha evolucionado su producto hasta hacerlo compatible con el trabajo en plantas de regasificación.
- Medidas de seguridad adoptadas:
- Sensor de detección pasiva de CH4.
- Doble batería en paralelo.
- Paracaídas.
- Control de distancia mínima a un objeto por láser y visión artificial.
- Software:
- Detección de fisuras, grietas o patologías con precisión milimétrica.
- Las cataloga y realiza una medición total de las mismas.
- Las geoposiciona para hacer seguimiento a posteriori.
El dron, no solo escanea la superficie, sino que realiza una termografía completa para detectar posibles fallos de aislamiento.
El procedimiento de supervisión de un tanque, sería el siguiente:
El entregable de la inspección del tanque es una imagen en 3D en la que se marcarían todas y cada una de las patologías encontradas. Haciendo clic en ellas saldría un desplegable con una ficha como la insertada a continuación en la que se recopilarían los datos tomados para esta patología, es decir:
- Coordenadas.
- Medidas fisuras o desconchones.
- Altura y distancia.
- Valoración técnica de la patología.
El informe contiene fotografías paramétricas en la que se puede medir directamente cualquier anomalía que se encuentre.
En la actualidad el informe contiene informe físico y termográfico sobre el estado actual del equipo. En la actualidad, estamos trabajando en instalarle al dron un sensor activo de CH4 que detecte las emisiones fugitivas de gas en tiempo real.
CONCLUSIONES
Las nuevas tecnologías son capaces de facilitarnos el trabajo de mantenimiento y aumentar la calidad, seguridad y precisión del mismo.
En el caso de los drones, es importante hacer hincapié en que el dron es solo una herramienta que necesita de un software potente de apoyo que recopile, procese y entregue los datos de forma amigable, ya que de poco servirían las inspecciones si el entregable fuera un número finito o casi infinito de fotografías o datos tomados por un RPA y entregados en bruto. El procesado e integración de los datos es tan importante como la herramienta a usar.
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