Drones para la inspección de aerogeneradores y la detección de daños en la superficie

16 Sep 2021, 17:54
DJI
DJI NEWS
0 likes
1716 views
0 comments

Drones para la inspección de aerogeneradores

y la detección de daños en la superficie

INTRODUCCIÓN

La transición energética hacia las energías renovables, especialmente la eólica, está ganando rápidamente impulso en todo el mundo. Debido a este hecho, las inspecciones de las palas se están convirtiendo en operaciones de mantenimiento críticas para la industria eólica. Aunque ya existen numerosas técnicas de inspección, la introducción de tecnología avanzada ha demostrado ser muy prometedora.

La aparición de la tecnología de los drones en el ámbito comercial ha revolucionado las industrias y sus técnicas de adquisición de datos. La industria eólica ha empleado favorablemente los vehículos aéreos no tripulados in situ para la supervisión y vigilancia ampliadas. Los drones, junto con la IA y el aprendizaje automático, presentan soluciones funcionales y notablemente fiables para inspeccionar las turbinas eólicas y su infraestructura asociada. A diferencia de los métodos tradicionales de inspección en el sector de las energías renovables, los drones promueven la seguridad al retirar a los trabajadores de situaciones peligrosas in situ, disminuyen los costes de mantenimiento y de inspección, e incluso minimizan el tiempo de inactividad.

BENEFICIOS

1.- Datos detallados

Se sabe que los datos de los drones son claros, precisos y de alta resolución. Los vehículos aéreos no tripulados equipados con cámaras de alta calidad pueden captar con precisión fotografías y vídeos aéreos de toda la hoja con una claridad de hasta 40 MP. Con el apoyo de tecnologías avanzadas como LiDAR, los operadores pueden incluso obtener medidas explícitas de los defectos y otros peligros potenciales. Los detalles obtenidos a través de la moderna tecnología de los drones son notablemente beneficiosos para el mantenimiento de los activos y la conservación de su productividad. Al mismo tiempo, el nivel de precisión obtenido a través de los vehículos aéreos no tripulados es sin duda insuperable frente a otras técnicas de inspección.

2.- Los datos de los drones pueden ser analizados: Una vez que se consiguen los datos de los drones, éstos pasan por diversos sistemas automatizados de procesamiento y clasificación. Los especialistas en el campo de la información examinan manualmente los datos para comprobar su calidad y evaluar cualquier problema importante relacionado con el aerogenerador y su infraestructura relacionada. Los datos suelen representarse en forma de modelos 3D u otros prototipos de diseños para facilitar su interpretación. El proceso completo garantiza que se reconozcan y anoten todas las lagunas para una rápida toma de decisiones y un mantenimiento eficaz de los activos.

3.- Los datos de los drones son fáciles de usar: Una vez procesados los datos, suelen cargarse en un portal en línea. La organización puede inspeccionar los datos para reconocer los defectos e incluso clasificar los datos según sus necesidades. Los datos suelen ser accesibles en varios dispositivos, como teléfonos, ordenadores portátiles e incluso tabletas. La empresa se encuentra con la máxima comodidad, ya que el informe de datos de los defectos puede visualizarse sin esfuerzo en formato PDF con sólo pulsar un botón. Los datos de los drones se suministran a los clientes de tal manera que resultan notablemente sencillos de entender e interpretar.

4.- Los datos pueden ser organizados y almacenados: los datos de los UAV se organizan y almacenan de manera que las organizaciones puedan apropiarse de esta información en el futuro. Especialmente para actividades como el seguimiento del progreso, el almacenamiento de datos es una necesidad. La información se carga de forma segura en un portal al que sólo tiene acceso la organización. Las empresas pueden hacer un seguimiento de los cambios e incluso realizar comparaciones para su posterior análisis en el futuro.

5.- Seguridad y eficiencia: La mejora de la eficiencia y la seguridad de los trabajadores es probablemente una de las principales razones por las que los drones son tan populares en la industria energética. Los miembros de la tripulación tienen la oportunidad de ver de cerca los posibles defectos al instante sin tener que recurrir a técnicas manuales peligrosas, que les obligarían a subir a los aerogeneradores. Con los vehículos aéreos no tripulados in situ, se pueden realizar comprobaciones puntuales de última hora en un tiempo mínimo gracias a la fotografía aérea. No sólo se prioriza la seguridad de los trabajadores, sino que también se minimiza el tiempo de inactividad de los aerogeneradores, todo ello conservando la calidad de la información.

MÉTODOS DE INSPECCIÓN

1.- Inspección de la superficie: Las técnicas de inspección de la superficie implican exámenes visuales por parte de los trabajadores in situ. Las inspecciones visuales de superficie de los aerogeneradores pueden llevarse a cabo mediante varios procedimientos:

Método de acceso por cuerda (el trabajador está en una base colgada de una góndola/plataforma elevada);
Utilizando prismáticos o telescopios;
Utilización de una base en tierra o de drones con una cámara estabilizada.

Las inspecciones de las palas pueden mejorar el descubrimiento adecuado de los defectos y peligros externos de los aerogeneradores. Las grietas, la erosión, la destrucción por rayos y la desconexión de los adhesivos son algunos de los defectos externos que pueden visualizarse fácilmente mediante procedimientos de inspección de la superficie. El método de acceso con cuerdas requeriría más horas de trabajo para cada pala, lo que supondría un mayor coste. En cambio, las inspecciones con drones serían más rápidas y eficaces. Sin embargo, es esencial señalar que algunas investigaciones de superficie son ineficaces para reconocer los defectos internos de un activo.

2.- Inspección de la subsuperficie: Existe un menú de métodos de inspección de la subsuperficie que permite reconocer los defectos que se encuentran debajo de la superficie del álabe. Algunas técnicas son populares entre los fabricantes de turbinas, mientras que la empresa emplea las demás en las turbinas encargadas. Los siguientes son ejemplos de métodos de inspección subsuperficial:

Emisión acústica (sonido y ultrasonido)
Shearografía
Termografía
Electromagnetismo (corrientes de Foucault)
Radiografía (rayos X y gamma)
Inspección visual

En general, se dice que las inspecciones subsuperficiales no son destructivas y suelen realizarse in situ, en un laboratorio o en una unidad de fabricación. El principio que acompaña a este método de inspección requiere la medición de ondas electromagnéticas o acústicas (cualquier cambio estructural altera la longitud de onda). Como estos métodos son comparativamente menos refinados, son tecnologías más costosas de adoptar en la industria energética.

3.- Sistemas de control de estado: Los sistemas de control de estado garantizan una supervisión constante mediante la utilización de sensores de alta calidad instalados en las turbinas para reconocer cualquier defecto. Este método de inspección no puede emplearse para identificar la posición exacta de los daños. Sin embargo, a menudo se combina con otros métodos de inspección mencionados anteriormente para una detección y reparación eficaces. Los sensores instalados en las palas detectan las vibraciones naturales y las tendencias de frecuencia que pueden identificar cualquier daño. Este método es caro, ya que exige su instalación en cada aerogenerador.

La confianza en los sistemas de Condition-monitoring plantea innumerables retos. Algunos de ellos son:

¿Deben instalarse los sensores durante los procesos de fabricación o después de la puesta en marcha del aerogenerador?
¿Pueden los sensores desarrollar sus funciones de forma eficiente durante unos 20 años?
¿Existe un cumplimiento eficaz de la transmisión, el almacenamiento, el procesamiento y la interpretación de los datos?

RECOGIDA DE DATOS

A medida que la tecnología se impone, se están adoptando diversas técnicas de adquisición de datos con drones para los parques eólicos. Sin embargo, para ser breves, hay dos clasificaciones generales: manual y automatizada.

Vuelo manual: Esta técnica permite al piloto del dron tener el control total del vehículo no tripulado en todo momento. Dicho esto, el operador del dron debe reflejar todas las habilidades y experiencias exigidas para conseguir datos válidos y auténticos de los parques eólicos. Los pilotos deben tener la experiencia necesaria para capturar con seguridad fotografías uniformes y nítidas de todos los componentes de la pala. Si las imágenes se toman con una estructura y una frecuencia específicas, la ordenación y el procesamiento de los datos para un análisis en profundidad resultan más manejables.

Este método de recogida de datos es adecuado para comprobaciones puntuales, como la identificación de posibles daños en la iluminación o incluso el refuerzo de una reparación concluida en el aerogenerador. Si los parques eólicos emplean técnicas de recopilación de datos manuales mediante la adopción de vehículos aéreos no tripulados, principalmente para las comprobaciones puntuales, los gastos en equipos serán más limitados. Aunque seguirá siendo necesario un equipo profesional de alta calidad provisto de cámaras y sensores RGB, el coste acumulado del equipo será menor que el de un vuelo automatizado.

Vuelo automatizado: la tecnología de los drones ha dado un paso más y ha introducido soluciones modernas para la industria eólica. Las inspecciones de las turbinas pueden ahora emplear UAVs automatizados, tecnología LiDAR y cámaras de alta resolución para conseguir siempre información de alta calidad. Los sensores LiDAR, especialmente modificados, pueden supervisar con precisión los drones para las inspecciones de las palas, superar cualquier desviación debida a condiciones de viento inestables e incluso gestionar la velocidad del dron para disminuir el desenfoque de movimiento. La tecnología de los drones permite al UAV examinar el 100% de la pala con precisión.
Se sabe que este método está automatizado, ya que los drones funcionan con un software previamente desarrollado. El plan de vuelo en 3D, respaldado con IA y aprendizaje automático, permite al equipo realizar investigaciones precisas, repetibles y automáticas de los álabes de las turbinas. La función del piloto es configurar el equipo, ajustar la configuración de la cámara según el entorno y comenzar el procedimiento de inspección.

ANÁLISIS DE DATOS

Los especialistas en ingeniería de datos que pueden evaluar e investigar los datos de las inspecciones de las turbinas cuentan con información esencial. Es imprescindible contar con dispositivos de procesamiento y análisis desarrollados, ya que los operadores de drones obtienen cientos y miles de imágenes de los parques eólicos. Cada inspección arroja toneladas de datos que deben ordenarse para realizar evaluaciones críticas. Siguiendo los siguientes pasos, se puede garantizar que grandes cantidades de datos sin procesar se conviertan en informes de inspección de calidad.

    Organización de los datos : Los datos organizados y ordenados se procesan a continuación mediante procedimientos informáticos excepcionales que utilizan el reconocimiento de patrones y la IA. Los daños del aerogenerador se identifican automáticamente y se clasifican en niveles de gravedad predeterminados.
    Procesamiento automático de los datos : Los profesionales, como los ingenieros de datos, vuelven a examinar los datos para identificar cualquier error y administrar un control de calidad exhaustivo. Los errores descubiertos se vuelven a procesar para entrenar mejor el sistema de procesamiento informático.
    Revisión del ingeniero de datos : Los profesionales, como los ingenieros de datos, vuelven a examinar los datos para identificar cualquier error y administran un control de calidad exhaustivo. Los errores descubiertos se procesan de nuevo para entrenar mejor el sistema de procesamiento informatizado.
    Análisis de expertos en palas : Por último, los expertos en palas analizan los daños y hacen un seguimiento con conocimiento de causa de los defectos y las posibles mejoras o soluciones.

Es explícito que las inspecciones con drones están en el punto de mira de innumerables industrias, siendo una de las más destacadas la energía eólica. La introducción de los vehículos aéreos no tripulados puede mejorar significativamente las operaciones de los parques eólicos y conservar el fondo de comercio del activo. La tecnología de los drones cambia las reglas del juego del sector y es, sin duda, la decisión de inversión más inteligente que se puede tomar.

Comments (0)

No comments at this moment

Only registered and logged customers can add comments