Como o Grupo Axpo está aprimorando o monitoramento de usinas hidrelétricas usando drones autônomos nos Alpes Suíços.

O Grupo Axpo administra diversas instalações hidrelétricas nos Alpes Suíços, operando em terrenos montanhosos desafiadores, onde os métodos tradicionais de inspeção exigem o envio de pessoal a pé para ambientes perigosos. A empresa é um pilar essencial da infraestrutura de energia renovável da Suíça, produzindo mais de 60% da sua eletricidade a partir de fontes hidrelétricas.

Durante uma das sessões do NextGen '25, conversamos com Klaus Liedtke, Gerente de Projetos, e Anna, Estagiária de Inovação Digital do Grupo Axpo, o maior produtor de energia sustentável da Suíça, com mais de um século de experiência na operação de usinas hidrelétricas. Como pioneiros no setor energético suíço, a Axpo construiu a primeira usina hidrelétrica do país e continua liderando a inovação com a iniciativa Hydro 4.0, que visa digitalizar as operações hidrelétricas.

Eis o que eles disseram sobre a transformação de suas operações de inspeção com drones autônomos 👇

"Tradicionalmente, nossas inspeções envolviam o envio de pessoas a pé para ambientes hostis. Isso era demorado, arriscado e ineficiente." disse Klaus Liedtke, Gestor de Projetos do Grupo Axpo.

A operação de usinas hidrelétricas nas montanhas suíças apresenta diversos desafios significativos:

• Terreno perigoso: As inspeções regulares exigem que o pessoal se desloque por áreas montanhosas remotas, íngremes e com neve, criando riscos significativos à segurança.
• Deslocamentos que exigem muitos recursos: as bacias hidrográficas e reservatórios remotos estão localizados a até meia hora de carro das principais instalações, com necessidade de caminhadas adicionais, o que torna as inspeções extremamente demoradas.
• Vulnerabilidade climática: As condições climáticas adversas dos Alpes, incluindo fortes nevascas e risco de avalanches, podem impedir inspeções oportunas durante os meses críticos do inverno.
• Consistência de dados: As inspeções visuais tradicionais carecem de padronização e não criam registros persistentes para comparação ao longo do tempo.

Embora a tecnologia de drones oferecesse soluções potenciais, implementá-la em todas as operações da Axpo apresentou seus próprios desafios. "Pilotar drones parece fácil, mas quando você integra isso aos protocolos de saúde e segurança, precisa garantir que os pilotos sejam treinados, que os regulamentos sejam seguidos, que as licenças sejam obtidas e que as inovações técnicas sejam avaliadas." explicado Canção.

Após avaliar diversas opções, a Axpo implementou uma solução de drone-em-uma-caixa capaz de operar de forma autônoma em locais remotos nas montanhas. O sistema inclui:

• Estação base DJI Dock 2 posicionada ao lado de um reservatório de água em Graubünden, Suíça.
• Drone DJI Matrix 3DT equipado com câmeras de alta resolução
• Plataforma de software FlightHub 2 para planejamento e execução de missões.
• FLARM é um sistema de alerta de tráfego aéreo para segurança da aviação.
• Conectividade de dados móveis via antena Swisscom próxima.

A solução permite missões de drones totalmente automatizadas para inspecionar bacias hidrográficas, monitorar níveis de neve e fornecer informações situacionais em tempo real durante emergências como avalanches - tudo isso sem exigir que pessoal se desloque até esses locais remotos.

O sistema de drones autônomos segue um fluxo de trabalho operacional simplificado:

• Planejamento da missão: Os operadores programam remotamente rotas de inspeção visando bacias hidrográficas específicas, pontos de ancoragem na neve ou outras infraestruturas.
• Implantação automatizada: O drone sai automaticamente de sua base, realiza verificações pré-voo e inicia sua missão sem a necessidade de pessoal no local.
• Monitoramento de segurança: Durante todo o voo, o sistema monitora:
  • Controle de tráfego aéreo via integração do FLARM com a plataforma SafeSky
  • Condições meteorológicas através de sensores de bordo
  • Conectividade de dados móveis para manter o link de controle
• Captura de dados: O drone coleta imagens de alta resolução de múltiplos ângulos de bacias hidrográficas e outras infraestruturas críticas.
• Retorno autônomo: Ao término da missão, o drone retorna à base, onde recarrega e transmite os dados coletados.
• Análise de dados: As imagens são analisadas pelos operadores da usina hidrelétrica, e as principais conclusões são inseridas no sistema de gerenciamento de inspeções da Axpo.

A Axpo abordou a implementação por meio de uma prova de conceito estruturada, iniciada em outubro de 2024, com foco em quatro critérios de avaliação: usabilidade, capacidades tecnológicas, conformidade regulatória e viabilidade econômica. A equipe de implementação instalou a plataforma de drones em uma localização estratégica com vista para um vale com múltiplas bacias hidrográficas na região de Graubünden, a aproximadamente meia hora de carro da usina principal. O processo regulatório exigiu a criação de uma avaliação de risco operacional específica e a obtenção de licenças do Departamento Federal de Aviação Civil da Suíça. Um requisito fundamental era o monitoramento de 50% dos participantes do tráfego aéreo na área operacional, o que levou à implementação de um sistema de alerta de tráfego aéreo baseado no FLARM, integrado à plataforma SafeSky, utilizada por helicópteros e parapentes que operam na região. ‍

"Queríamos obter experiência prática com soluções de drones em caixas em usinas hidrelétricas, então decidimos instalar uma doca diretamente em uma usina durante o inverno." disse Anna, estagiária em Inovação Digital no Axpo Group.. "Durante este inverno, a usina hidrelétrica operou este cais em plena capacidade e regularmente."

A implementação da tecnologia de drones autônomos trouxe diversos benefícios significativos para as operações hidrelétricas da Axpo:

• Otimização de tempo: eliminou-se o tempo de deslocamento de meia hora e as caminhadas perigosas necessárias para inspeções de rotina em bacias hidrográficas remotas.
• Segurança aprimorada: Redução da exposição da equipe às condições climáticas adversas do inverno e aos riscos de avalanches, possibilitando avaliações visuais remotas.
• Resposta a emergências: Proporcionou conhecimento situacional quase instantâneo durante eventos críticos, como avalanches, sem colocar em risco a segurança dos trabalhadores.
• Qualidade de dados aprimorada: Estabelecimento de registros visuais consistentes e de alta qualidade das condições da infraestrutura, permitindo melhor análise de tendências e manutenção preditiva.

"O maior benefício vem da economia de tempo e das longas e cansativas viagens." observado Ana. "Isso está diretamente relacionado à economia de tempo importante em caso de emergência. Se houver uma avalanche e a doca não estiver coberta, podemos obter informações iniciais sobre a situação quase que instantaneamente."

Com a prova de conceito quase concluída em março de 2025, a Axpo está finalizando sua avaliação para determinar os próximos passos para a implantação mais ampla de soluções de drones em sua infraestrutura hidrelétrica. A equipe está explorando plataformas de software alternativas com recursos aprimorados de facilidade de uso e segurança de dados. Os planos de expansão futuros incluem:

• Avaliação da implementação de drones em caixas nas usinas nucleares da Axpo, que apresentam diferentes requisitos regulatórios e operacionais.
• Testando aplicações na divisão de infraestrutura de rede da Axpo
• Desenvolvimento de soluções para a operação da doca no inverno, incluindo tapetes de aquecimento ou barreiras metálicas para impedir a entrada de neve.
• Trabalhando com fornecedores de software para aprimorar a funcionalidade de retorno para casa para fins de conformidade regulatória em terrenos montanhosos.

"Estamos abertos a qualquer tipo de prova de conceito em toda a Suíça." disse Ana, destacando o compromisso da Axpo em continuar a desenvolver a tecnologia de drones em todas as suas operações.

A implementação da tecnologia de drones autônomos pelo Grupo Axpo demonstra como a infraestrutura energética tradicional pode ser modernizada por meio da inovação digital. Ao implantar soluções de drones compactos em ambientes alpinos desafiadores, a Axpo aprimorou a eficiência operacional, aumentou a segurança dos trabalhadores e criou uma abordagem mais consistente para o monitoramento de infraestruturas críticas.

‍"Se você deseja implementar uma prova de conceito sólida para soluções de drones ou drones em caixa, agora temos experiência significativa nessa área." disse Klaus Liedtke. "A principal boa prática é ir até o local e observar como as pessoas realmente usam a tecnologia - não diga a elas como devem usá-la. Veja como elas a usam e, então, você poderá explorar melhorias."