Inspecciones remotas de álabes de turbina

La economía verde es una parte de vital importancia y de rápido crecimiento de nuestra combinación energética. Parte de este crecimiento es la mayor inversión en generación eólica. A medida que muchos parques eólicos existentes ingresan a su segunda década de servicio y se buscan nuevas construcciones de manera exponencial, la necesidad de inspecciones y mantenimiento aumenta rápidamente. Los parques eólicos marinos están particularmente sujetos a la degradación debido al aire cargado de sal, las velocidades más altas del viento y la exposición prolongada a los rayos UV.

¿Cómo se realizan las inspecciones de turbinas/palas?

Escaladores comerciales y trabajadores de espacios confinados

El método tradicional de realizar inspecciones visuales es utilizar escaladores industriales para escalar el exterior de la torre. Durante el ascenso, pueden grabar imágenes de video o fotografiar anomalías, así como tomar medidas de espesor. Las inspecciones internas se pueden realizar escalando el interior de la torre hasta el cubo y realizando una inspección confinada de los componentes mecánicos y las palas. La principal desventaja de este método es el peligro inherente que conlleva trabajar en alturas o dentro de espacios confinados. Con alturas promedio de 80 m, diámetros de aspas de 1 a 3 m y puntos de salida mínimos, ingresar a los molinos de viento modernos puede ser peligroso. Los datos recientes reflejan que el viento es responsable de 1000 muertes de trabajadores por billón de kWh producidos, colocándose justo detrás del carbón en los métodos más peligrosos de producción de energía. A medida que se construyen más turbinas, ocurren más accidentes. El número de accidentes registrados refleja esto, con un promedio de 70 accidentes por año entre 2002 y 2006 inclusive; 138 accidentes por año desde 2007-2011 inclusive; 171 accidentes por año desde 2012-2016 inclusive, y 222 accidentes por año desde 2017-2021 inclusive.

Los peligros que pueden ocurrir al trabajar en alturas confinadas se reflejan en la trágica pérdida de mecánicos de 19 y 21 años quemado en la parte superior de una turbina eólica en el parque eólico Piet de Wit de Deltawind en los Países Bajos. Los dos hombres estaban encima de una turbina eólica de 80 m realizando el mantenimiento de rutina mientras un problema de circuito provocó una falla interna fuego. La altura a la que se produjo el incendio dificultó mucho la extinción, y los dos hombres se encontraban muy lejos en el interior para escapar. Además, el costo y el tiempo asociados con la participación de varios empleados especializados en un proceso de inspección manual pueden acumularse rápidamente. Una turbina de tamaño medio tarda aproximadamente de 3 a 6 horas en completarse, excluyendo los procedimientos de preparación y seguridad. Dado que la mayoría de las organizaciones recomiendan dos inspecciones por año, esto puede sumar rápidamente semanas o meses de trabajo costoso y peligroso, según el tamaño del parque eólico.

Drones Aéreos

El despliegue de drones aéreos en lugar de trabajadores permite a los equipos realizar una inspección exterior exhaustiva de forma remota. Esto elimina cualquier preocupación por la seguridad, ya que el piloto puede permanecer a nivel del suelo. Además, al eliminar cualquier necesidad de preparación o precauciones con cuerdas de seguridad, un solo operador puede realizar la inspección en aproximadamente el 12 % del tiempo que se tarda en completarse con los métodos tradicionales. Más allá de mejorar la eficiencia del trabajo y la seguridad de los empleados, esto también ahorra casi $500 en producción de energía perdida debido al tiempo de inactividad por inspección.

Una desventaja de los drones aéreos para la inspección es la falta de rendimiento en condiciones confinadas o inclementes. Si bien son una herramienta extremadamente útil para las inspecciones exteriores, los cubos y las palas de las turbinas pueden resultar un desafío para la navegación y la conectividad. Además, las palas suelen utilizar una variedad de fluidos lubricantes, que en un sistema de motor expuesto puede provocar fallas. Sin nada que ate al vehículo, esto puede convertirse rápidamente en una peligrosa misión de recuperación.

Orugas para tuberías

Es posible que los rastreadores de tuberías no sean tan conocidos por el público en general como los drones aéreos debido a su aplicación principalmente industrial; sin embargo, son una herramienta invaluable y un nombre creciente para las inspecciones de turbinas. Estos vehículos están amarrados y en tierra, lo que los hace obsoletos para las inspecciones exteriores. Sin embargo, llenan el vacío tan necesario de una solución segura y confiable para ingresar e inspeccionar las palas. Los álabes de las turbinas son generalmente "túneles" delgados, lubricados y confinados sin salidas, lo que los hace peligrosos para que entren trabajadores humanos. Tradicionalmente, se requeriría que los humanos arrastraran estas cuchillas durante las inspecciones.

Utilizando un rastreador de tuberías alimentado por batería, los trabajadores pueden transportar el vehículo a mano o con una grúa/cabrestante hasta el cubo. Una vez arriba, un solo operador puede conducir el rastreador a través de la hoja, grabando imágenes en el camino. Un gran beneficio en esto en comparación con la entrada humana son los límites hasta los que el rastreador puede inspeccionar. Las cuchillas perderán diámetro lentamente a medida que lleguen al final, y la mayoría será inalcanzable durante el último 30 %. Usando un rastreador de tuberías, los trabajadores pueden obtener una visión clara de toda la longitud.

La diferencia Pipe Trekker

Utilizando más de una década de principios de diseño de la construcción de robótica subacuática bajo la marca Deep Trekker, Pipe Trekker fabrica el primer sistema de oruga sumergible verdaderamente portátil que funciona con batería de la industria. Construido con aluminio mecanizado y aleación de acero, el tractor sobre orugas A-200 de Pipe Trekker le brinda más tiempo en el campo y menos tiempo en el taller. El controlador de mano utiliza el software interno de Pipe Trekker para una experiencia verdaderamente perfecta, lo que reduce la curva de aprendizaje para los nuevos operadores. El A-200 también se beneficia de un diseño modular, lo que permite a los operadores ajustar el vehículo para adaptarse a diferentes terrenos o diámetros.

La A-200 de un vistazo

Incluido	-------------------	Opcional
-360° Pan/Inc/Zoom Cámara Full HD		-Carrete Automático
-Controlador a Prueba de Agua		-Cable de hasta 310 m
-Brazo Motorizado		Cámara Trasera
-3 Kits Ruedas de Goma		-Llantas Neumáticas
-512 Hz Sonda		-Controlador Estilo Tablet
-Luces Inundación y Escalador Láser
-200m Cable umbilical
-2 Maletas Pelican

Estudio de caso: Energía Kruger

Fundada en 2004, Kruger Energy se especializa en el desarrollo y la gestión de centrales eléctricas de energía renovable. Gestiona y opera 42 sitios de producción, que van desde instalaciones hidroeléctricas, eólicas, de almacenamiento de energía y solares hasta plantas de cogeneración de biomasa, con una capacidad instalada total de 542 MW. Después de investigar métodos de inspección alternativos, nos entusiasmó conectarnos con nuestros amigos de Kruger para probar nuestro último tractor sobre orugas A-200 en una inspección de álabes de turbina.

La operación comenzó izando el A-200 hasta la góndola, aunque el diseño portátil del crawler también permite llevarlo a mano si la turbina no tiene grúa. Después del proceso de configuración simple e intuitivo, uno de los técnicos de Kruger insertó el A-200 en la hoja y comenzó la inspección en minutos. Durante un primer intento, el operador pudo recopilar datos visuales detallados de todo el conjunto de palas en dos horas. Estos datos son críticos para ayudar a informar las decisiones de rehabilitación para el mantenimiento preventivo continuo.

Una vez conectado de forma segura al vehículo, la correa brinda una comunicación instantánea y confiable, al mismo tiempo que sirve como una herramienta de recuperación efectiva. Las soluciones inalámbricas están sujetas a problemas de conectividad en espacios confinados y pueden volverse irrecuperables rápidamente durante una inspección. Los equipos de inspección con motores expuestos pueden tener problemas o fallar en entornos húmedos y polvorientos, mientras que un A-200 está completamente sellado y es sumergible hasta 50 m, por lo que las partículas finas y las películas no representan una amenaza para el funcionamiento normal. Y con longitudes de amarre de hasta 310 m o 1000 pies, el A-200 también se puede operar desde una estación terrestre cuando surja la necesidad.

Si bien las configuraciones avanzadas de ruedas de orugas o de grano están disponibles para el A-200, la tracción del juego de ruedas de goma estándar funcionó bien en pendientes de hasta 5 grados, a pesar de la presencia de una película resbaladiza en la superficie de conducción. Aunque la hoja en sí estaba en la posición de las 9 en punto, esto demuestra la capacidad del rastreador para realizar inspecciones a lo largo de la curvatura de una hoja. En la configuración más pequeña del A-200, pudimos llegar a unos pocos metros de la punta de la hoja, y la función de zoom óptico de 10x puede ayudar a monitorear detalles finos más allá de sus capacidades posicionales.