Cómo los drones autónomos están transformando la industria energética

Es innegable que la tecnología de drones ha transformado el enfoque tradicional de las inspecciones industriales, convirtiéndolas en una parte esencial de sus procedimientos de mantenimiento. Los métodos de inspección tradicionales, como escalar torres de telefonía móvil, turbinas eólicas o andamios para examinar las calderas industriales, se están eliminando gradualmente en favor de las inspecciones con drones. Los proveedores de servicios pueden capturar fácilmente todos los datos visuales necesarios sin comprometer la seguridad de los inspectores.

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La tecnología de drones autónomos ha hecho que este proceso sea aún más simple y rentable. Con la ayuda de sistemas drone-in-a-box, las empresas ahora pueden realizar inspecciones en áreas de difícil acceso sin la necesidad de contar con personal especializado in situ. Con solo pulsar un botón, las empresas de energía pueden recopilar información precisa desde ubicaciones remotas, como instalaciones de gas, parques solares y campos petrolíferos remotos.
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En esta entrada de blog, analizaremos los beneficios de usar dron autónomo la tecnología en las inspecciones industriales, utilizando estudios de casos y puntos de vista compartidos en una sesión de NestGen'23 por el experto del sector Kevin Toderel de RMUS Canadá y Grant Hosticka de DJI, Norteamérica.

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^{Enfoque por fases para operaciones autónomas de drones}

Para garantizar el cumplimiento normativo y la seguridad operativa, Kevin recomienda un enfoque gradual para la implementación de drones para las inspecciones industriales. El enfoque implica una progresión gradual en términos de eliminar la intervención humana y aumentar la automatización en las operaciones con drones. El marco se puede adaptar para satisfacer las necesidades únicas de cada proyecto y ha demostrado su eficacia, especialmente en Canadá. Las cuatro fases de este enfoque son las siguientes:

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1. Piloto licenciado con RC y observador visual (VO): En la primera fase, la operación del dron comienza con un piloto con licencia que opera el dron a través de RC y, al mismo tiempo, actúa como observador visual. Esto no requiere una licencia específica y se considera un vuelo regular. La única diferencia entre este vuelo y un vuelo regular es que el piloto operará desde el muelle, pero básicamente estará preparado para tomar el control con el RC en caso de emergencia.
   
   
2. Dock y software con VO con funcionalidad de regreso a casa: El piloto se retira de la operación del dron en la segunda fase y el dron se pilota de forma remota mediante un software basado en la nube. Sin embargo, esta operación se mantiene dentro de la línea de visión visual, ya que un observador visual (VO) está presente en el sitio con un funcionalidad de regreso a casa para tomar el control del dron en caso de emergencia.
   
   
3. Dock y software con total autonomía dentro de VLOS: En la tercera fase, las operaciones del dron son completamente autónomas y el muelle y el dron se controlan de forma remota desde el centro de mando sin necesidad de un piloto con licencia o un VO in situ. Sin embargo, estas operaciones se llevan a cabo dentro del rango visual y pondrán a prueba la capacidad del dron para navegar por sí solo.
   
   
4. Dock y software para operaciones completas de BVLOS: Las operaciones con drones se extienden más allá del alcance especificado en la fase 3 en la fase final, por lo que es necesaria una exención de la autoridad reguladora de la geografía de operación. Estas operaciones requieren el uso de tecnología como Detectar y evitar, UTM y otros.
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^{Aplicaciones de los drones en la industria energética}

Veamos más de cerca algunas de las aplicaciones de la industria de generación de energía en las que las operaciones de drones autónomos pueden generar valor o tener más sentido:

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Inspección de drones en parques solares

La industria solar busca constantemente formas de racionalizar mantenimiento de paneles solares y reduce el tiempo necesario para el mantenimiento. Una posible respuesta a este problema es el uso de drones. Las operaciones autónomas pueden hacer que el proceso sea más eficiente, lo que permite una inspección más rápida y precisa.

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«El personal de mantenimiento sigue dedicando demasiado tiempo a buscar problemas en lugar de a mantener los equipos» Kevin señala: «y aquí es donde la autonomía y las aplicaciones de inteligencia artificial ofrecerán la mejor relación calidad-precio».

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Los drones se pueden programar para que despeguen de forma autónoma de sus muelles a una hora programada, sigan rutas de vuelo específicas y capturen imágenes de los paneles solares desde diferentes ángulos. Luego, las imágenes se analizan mediante algoritmos de inteligencia artificial para identificar cualquier falla o problema, como paneles dañados o crecimiento de vegetación. Esta información se transmite en tiempo real a los equipos de mantenimiento, quienes pueden priorizar sus esfuerzos en consecuencia.

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Además, el mismo sistema se puede usar para rastrear el progreso del proceso de construcción del parque solar y realizar patrullas de seguridad. Los diseñadores pueden identificar y corregir cualquier problema que pueda surgir durante la fase de construcción. Además, el proceso de construcción puede hacerse más transparente proporcionando actualizaciones periódicas a las partes interesadas.

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Drones en turbinas eólicas

La industria de la energía eólica ha reconocido desde hace tiempo el valor de los vehículos aéreos no tripulados para las inspecciones de palas.

Incluso si no se tiene en cuenta la posibilidad de realizar inspecciones de palas totalmente autónomas, existen innumerables aplicaciones para la tecnología de drones en parques eólicos, especialmente si el dron está listo para ser desplegado en todo momento.

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Una de las ventajas más importantes del uso de sistemas de drones autónomos para las inspecciones de turbinas eólicas es la capacidad de realizar un mantenimiento y un servicio predictivos. Al inspeccionar periódicamente las turbinas eólicas, las compañías de energía pueden detectar los daños y defectos antes de que se agraven, lo que reduce el riesgo de tiempo de inactividad y aumenta la vida útil de la turbina.

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Kevin destaca: «Los operadores suelen tener que suspender el mantenimiento si sospechan que hay hielo en las cuchillas. Uno de los usos más frecuentes de las operaciones automatizadas con drones dentro de una caja sería enviar drones para comprobar si hay hielo en las cuchillas y si es seguro que el equipo vaya a inspeccionarlas».

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Drones para inspeccionar los aliviaderos de presas

El uso de sistemas autónomos de drones para detectar y responder a los aliviaderos de presas ha ido ganando terreno en los últimos años. Las compañías de energía pueden reducir el riesgo de lesiones personales al monitorear e inspeccionar el vertedero de la presa desde una distancia segura.

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Kevin comparte un relato sobre cómo recibieron un Exención de BVLOS para llevar a cabo operaciones con aviones no tripulados después de que se produjera una muerte durante una inundación provocada por la descarga de agua de una presa. Antes de liberar el agua, los drones autónomos pueden realizar una inspección rápida del vertedero.

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Hace hincapié en que cada caso de uso tiene su propio conjunto de requisitos técnicos. En el caso de los aliviaderos de la presa, había que tener en cuenta si el dron estaba bajo rasante o si era necesaria una conexión LTE o RF.
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Drones para inspeccionar la seguridad del sitio

Uno de los casos de uso más comunes de los sistemas de drones autónomos es para seguridad del sitio y la industria de generación de energía no es una excepción. Kevin menciona un caso en el que, lamentablemente, el propietario del activo tuvo que sufrir un acto de vandalismo que causó grandes daños a la infraestructura. Los daños causados por el vandalismo ascendieron a unos cuatro millones de dólares. Si hubiera una estación de acoplamiento para drones que supervisara esta situación con frecuencia y mitigarla, el retorno de la inversión derivado de su instalación se obtendría de inmediato.

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Kevin pudo programar fácilmente misiones repetitivas de patrulla perimetral con alta frecuencia utilizando DJI Dock, incluso a temperaturas que oscilan entre 0 y 6 grados. Además, con soluciones de software como FlytBase, se pueden integrar fácilmente los sensores de detección de movimiento o los sistemas de seguridad existentes para activar el despliegue de drones en función de las alarmas. El sistema Drone-in-a-Box para la seguridad de las instalaciones ayuda a reducir la responsabilidad, evita las reparaciones, el tiempo de inactividad y la pérdida de propiedades, lo que lo convierte en un caso de uso fundamental para una amplia gama de activos.

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^{Lo que nos espera}

La implementación de operaciones autónomas con drones en industrias como la generación de energía podría presentar varios desafíos, como navegar por los complejos marcos regulatorios, el desarrollo técnico y las asociaciones con proveedores externos. Kevin hace hincapié en que, para abordar los desafíos regulatorios, los actores de la industria colaboran con los organismos reguladores y utilizan enfoques escalonados para generar confianza a lo largo del tiempo.

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Los desafíos técnicos se abordan mediante inversiones en I+D y colaboraciones con proveedores externos para integrar tecnologías complementarias. Los desafíos de la asociación se abordan mediante el desarrollo de soluciones integradas a través de API abiertas y kits de desarrollo de software. A través de estas soluciones, se pueden aprovechar los beneficios de las operaciones autónomas con drones y, al mismo tiempo, garantizar la seguridad y el cumplimiento de las normas.

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Concluye la sesión afirmando la importancia de recordar que hay»no hay una solución única para todos» solución en la industria de los drones. Los diferentes casos de uso requerirán diferentes sensores y aeronaves, y habrá una variedad de opciones de hardware y software disponibles para satisfacer estas necesidades.

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Al considerar socios para proyectos de prueba de concepto, es importante encontrar un socio que pueda adoptar un enfoque holístico del proyecto, teniendo en cuenta todos los aspectos de la solución de drones, desde el compromiso regulatorio hasta el alojamiento de datos y la seguridad. Con los socios y las soluciones adecuados, los sistemas de drones integrados en una caja tienen el potencial de mejorar considerablemente la eficiencia y la seguridad en una amplia gama de industrias.