Todo lo que necesita saber sobre la inspección hidroeléctrica con ROV

¿Qué es una Central Hidroeléctrica?

Las plantas hidroeléctricas suelen ser propiedad de gobiernos o grandes corporaciones privadas y tienen la tarea de convertir la energía cinética del agua que cae en electricidad para alimentar nuestros hogares y ciudades. Como el método de energía sostenible más utilizado en el mundo, la energía hidroeléctrica representa el 17% de la generación mundial de electricidad. Con aproximadamente dos tercios del potencial económicamente viable que queda por desarrollar, la oportunidad de un crecimiento hidroeléctrico sostenible es sustancial. (fuente).

Los componentes principales de una central hidroeléctrica son:

• Represa: se utiliza para controlar el flujo de agua y manipular los niveles de agua para crear agua que cae.
  
• Turbina: Un sistema rotativo controlado por el flujo de agua a través de sus palas. De manera similar a cómo reacciona un molino de viento al viento, cuanta más agua cae a través de una turbina, más energía mecánica se crea.
  
• Generador: Conectado a la turbina, el generador se utiliza para convertir la energía mecánica en electricidad utilizable.
  
• Líneas de Transmisión: Líneas eléctricas utilizadas para llevar la electricidad a las zonas deseadas.
  
  

Áreas a examinar en una inspección de represa hidroeléctrica

Las plantas hidroeléctricas pueden variar dramáticamente en tamaño, desde diminutos sistemas de una sola casa, hasta monstruosas represas para abastecer ciudades como la Presa Hoover en Nevada, EE. UU. Dado que no existe un marco regulatorio específico, cada represa/propietario tiene sus propias pautas basadas en la vida útil esperada de los activos y las inspecciones previas. Las estructuras más grandes requerirán inspecciones más profundas y un mantenimiento regular debido a la gravedad de una falla del sistema; sin embargo, la mayoría de las plantas querrán inspeccionar estos mismos activos:

Depósito

Un embalse es donde se retiene el agua antes de ingresar a la planta hidroeléctrica para la generación de electricidad. La presa permite agrandar un lago natural o ayudar en la creación de un lago artificial. Los depósitos deben inspeccionarse de forma rutinaria para verificar la integridad de la estructura general, asegurarse de que no haya fugas y también investigar la condición del equipo debajo del agua; como tuberías, escaleras y válvulas. El lecho del lago también se puede inspeccionar para controlar los niveles de sedimentos y garantizar la calidad general del agua.

Para obtener más información sobre las inspecciones de depósitos, consulte nuestro artículo completo aquí.

Rejas filtradoras

Objetos como troncos y basura comúnmente pueden ingresar a los embalses alrededor de los bordes de una presa. Las estructuras llamadas rejillas de basura están en su lugar para "atrapar" estos desechos antes de que lleguen a la entrada. Los basureros recogen escombros de moderados a grandes que fluyen a través del río. Si no se atienden, estos desechos pueden acumularse en los bastidores y provocar un bloqueo del flujo. Las inspecciones periódicas permiten detectar y eliminar obstrucciones menores para evitar desbordamientos.

Puerta de entrada / control

Las estructuras de toma se utilizan para recolectar y dirigir el agua desde el depósito hacia las turbinas. Para ingresar a la toma, el agua debe pasar a través de una compuerta de control. Las compuertas de control evitan que cualquier objeto que haya pasado por los estantes de basura ingrese a la entrada y cause daños a la turbina. Tanto la estructura de entrada como la compuerta de control deben inspeccionarse regularmente para detectar obstrucciones (que pueden reducir el flujo y la salida eléctrica) y su estado general.

Si la puerta o los pernos que sujetan la puerta en su lugar están dañados o corroídos, es mucho más rentable realizar un mantenimiento preventivo que tambalearse por los problemas de una falla de la puerta. Además, es integral inspeccionar las pantallas de barrera verticales para garantizar que los peces estén protegidos. Las pantallas evitan que los peces juveniles pasen por la central eléctrica y, en cambio, los dirigen a un canal de recolección donde se envían a una instalación de peces juveniles.

Para obtener más información sobre el mantenimiento de la entrada, consulte nuestro artículo completo aquí.

Turbinas

Posiblemente el activo submarino más importante en una planta hidroeléctrica, las turbinas son responsables de la generación inicial de energía. Cualquier daño a las palas puede tener un impacto negativo en la producción eléctrica. Este daño puede ser causado por objetos sueltos, erosión o cavitación (pequeñas cavidades llenas de vapor). La inspección y el mantenimiento de rutina son la clave para desbloquear una producción óptima y evitar fallas en el sistema.

Compuertas

Las tuberías forzadas son tuberías largas y en ángulo que transportan agua desde la estructura de entrada principal hasta el emisario o la descarga de la presa. Si la tubería forzada tiene un bloqueo o una falla, la presa puede volverse obstruida. Esto puede reducir las eficiencias generales y puede tener impactos ambientales por el desbordamiento resultante.

¿Por qué es importante examinar las centrales hidroeléctricas?

La inspección de represas hidroeléctricas y centrales eléctricas es integral para la prevención de fallas en el sistema o producción de energía ineficiente. Al mantener un conocimiento constante de los activos y la infraestructura sumergidos, los gobiernos o las organizaciones privadas pueden pronosticar de manera efectiva el mantenimiento para evitar catástrofes.

La previsión exitosa optimiza el gasto y permite que los presupuestos se asignen con confianza para proyectos relacionados con el crecimiento. Según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), la capacidad hidroeléctrica del mundo debe crecer en un 60 % para 2050 para cumplir con los criterios para mitigar el cambio climático, por lo que los planes de crecimiento efectivos son vitales dentro de la industria hidroeléctrica (fuente). Es posible que los daños y bloqueos no siempre conduzcan a errores críticos; sin embargo, en muchos casos, las imperfecciones menores pueden conducir a una producción ineficiente. Después de una entrevista reciente, Jon Thomas de la Junta de Agua y Electricidad de Eugene (EWEB) declaró que su equipo usó inspecciones de ROV para identificar la acumulación de escombros en los estantes de basura de entrada. Esto les permitió optimizar el uso de buzos contratados para despejar las obstrucciones y garantizar siempre un flujo de agua adecuado.

En otra ocasión, Thomas y su equipo notaron que los registros de parada no podían crear un sello hermético, por lo que la tripulación no podía controlar el agua cuando lo necesitaban. Después de la inspección, pudieron ver que los escombros que obstaculizaban la capacidad de las vigas para crear un sello se ubicaron y eliminaron rápidamente, lo que permitió que el equipo continuara con un tiempo de inactividad mínimo.

¿Cuáles son las ventajas de usar ROV en inspecciones hidroeléctricas?

Acceso a áreas confinadas o peligrosas

Al utilizar la operación en la parte superior, el diseño compacto pero resistente de los ROV les permite navegar a través de espacios confinados complejos sin poner en riesgo a los humanos. En algunos casos, los ROV pueden equiparse con complementos modulares para completar tareas menores, sin embargo, los proyectos más grandes pueden requerir la intervención humana. Aunque no siempre se puede evitar entrar al agua, generar una comprensión visual clara de la tarea antes de desplegarse limita drásticamente el tiempo requerido bajo el agua.

Mejore la planificación de la inspección

Si la inspección o el mantenimiento requieren que las personas ingresen al agua, un ROV es una herramienta eficaz para planificar rutas de buceo o realizar comprobaciones previas a la inmersión. Hacer que un ROV escanee el área en busca de peligros potenciales, identifique el objetivo o incluso se adhiera a un objeto para proporcionar una ruta de amarre aumenta las posibilidades de una misión sin problemas. Alternativamente, un ROV también se puede implementar rápidamente junto a un buzo para monitorear su estado como un método de comunicación con el equipo de la parte superior.

Mantenga las operaciones hidroeléctricas en funcionamiento

Sin preocupaciones de seguridad relacionadas con los buzos, las operaciones generalmente pueden continuar con normalidad durante una inspección de ROV. Eliminar este tiempo de inactividad operativo garantiza un flujo continuo de producción de energía para una planta más eficiente.

Imágenes de alta calidad

Los ROV están equipados con cámaras de alta definición y una potente iluminación LED para producir imágenes claras. Su transmisión en vivo se puede grabar directamente en tarjetas SD o discos duros externos para su uso posterior. Esto es especialmente útil para el análisis a largo plazo para monitorear la progresión de problemas potenciales, o para que los contratistas de inspección proporcionen imágenes a los clientes.

Estudio de caso: Inspección de energía hidroeléctrica con drones submarinos

Una empresa con amplia experiencia en la industria hidroeléctrica es GENIFAB. Esta firma de ingeniería está especializada en el campo de los dispositivos mecánicos pesados, como esclusas, mecánicas de puentes móviles y mecanismos de muelles de carga de transbordadores, entre otros sistemas. Han desarrollado más de cien prototipos diferentes construidos para servir a las instalaciones de presas canadienses como Hydro Quebec.

Objetivo de la misión

En 2007, GENIFAB vio un aumento en sus llamadas para trabajos de inspección. Hasta ese momento, generalmente se los empleaba como ingenieros de diseño que trabajaban en conjunto con buzos comerciales para brindar servicios de inspección. Las llamadas para asistencia de inspección a menudo se produjeron después de fallas mecánicas importantes o una compuerta rota en una de las represas hidroeléctricas. Donald Dupont de GENIFAB dijo: "El costo de los buzos era prohibitivo para realizar inspecciones preliminares o preventivas, también era difícil coordinar con sus horarios". Como resultado, GENIFAB necesitaba innovar para crecer.

Equipo utilizado | El DTG3

Dupont buscó soluciones potenciales y se encontró con Deep Trekker. Optó por comprar un DTG3 ROV y realizar las inspecciones él mismo. El DTG3 de Deep Trekker es el ROV más compacto y asequible de su línea. Este ROV de clase micro pesa menos de 20 libras y todo el sistema se empaqueta en un solo estuche de viaje. Capaz de desplegarse en minutos y luchar contra corrientes de hasta dos nudos, este vehículo era perfecto para las necesidades de GENIFAB.

Esto no solo hizo posible todas sus inspecciones sin el alto costo de los equipos de buceo, sino que también les permitió realizar algunas inspecciones mientras mantenían en funcionamiento partes de las plantas. "Por ejemplo, podemos inspeccionar un tubo de aspiración en un grupo mientras los otros grupos están funcionando", comentó Dupont. El riesgo para un solo ROV es mucho menor que el riesgo para una vida humana, lo que aumenta el nivel de comodidad no solo de GENIFAB sino también del cliente propietario de la planta.

Resumen de la misión

Además de la naturaleza peligrosa de las inspecciones de buceo, el precio de los buzos puede ser prohibitivo. El costo de estos servicios tan riesgosos y especializados tiene una prima importante, además del tiempo necesario para los extensos preparativos y la programación de los buzos, así como las instalaciones de apoyo necesarias para apoyar a los buzos, pueden acumularse rápidamente. Para abordar las preocupaciones de los costos inescalables de los buzos, GENIFAB consideró a los ROV como una solución robótica rentable.

Elegir el DTG3 de Deep Trekker les permitió realizar inspecciones de forma rápida y sencilla, sin ningún tipo de contratación externa. Sin los peligros asociados con las inspecciones manuales, ahora se pueden realizar ciertas tareas bajo el agua sin tiempo de inactividad para la planta.

Un beneficio imprevisto para GENIFAB fue la capacidad de participar desde el principio en los proyectos de rehabilitación. Al realizar las inspecciones internamente, generaron confianza entre su clientela y se distinguieron de la competencia. “Ofrecer inspecciones submarinas está ampliando el campo de trabajo de nuestra empresa”, dijo Dupont. “Podemos ofrecer una solución técnica completa a los propietarios de presas, no solo en la parte del diseño mecánico sino también en todo el diseño estructural del aliviadero”.

Uso de Deep Trekker para mejorar las inspecciones de centrales hidroeléctricas

Deep Trekker ofrece tres modelos de ROV diferentes para adaptarse a una variedad de tamaños y presupuestos de plantas hidroeléctricas. Como se mencionó anteriormente, el DTG3 es una herramienta efectiva para inspecciones rápidas y efectivas a través de corrientes leves a moderadas. Esta máquina compacta ofrece una excelente calidad de fotografía y video a un precio accesible para operaciones más pequeñas.

En condiciones de mayor corriente o turbidez, Deep Trekker también ofrece el PIVOT o ROV REVOLUTION. Si bien aún son convenientemente portátiles, estos modelos de ROV aumentan el tamaño, la potencia y las capacidades en comparación con el DTG3. Tanto PIVOT como REVOLUTION están equipados con seis propulsores que permiten movimientos laterales y verticales, así como plataformas de herramientas basculantes para complementos como sonar o sensores adicionales. La integración con sondas de imágenes multihaz de alta calidad como M3000D hace que los ROV sean expertos en el desempeño Inspecciones en aguas turbias.

Independientemente del modelo, los ROV de Deep Trekker son increíblemente duraderos e intuitivos, lo que hace que la curva de aprendizaje sea corta. Junto con el apoyo constante de nuestro equipo de ventas y servicio, los operadores pueden ingresar a cada inspección sintiéndose seguros para completar la tarea en cuestión.

Como siempre, nuestro equipo de expertos está disponible para responder cualquier pregunta que pueda tener. Si está listo para escalar sus inspecciones de represas hidroeléctricas, comuníquese hoy para obtener su cotización personalizada.