A economia verde é uma parte em rápido crescimento e de importância vital da nossa matriz energética. Parte desse crescimento vem do aumento do investimento em geração de energia eólica. Como muitos parques eólicos existentes entram em sua segunda década de serviço e novas construções estão sendo buscadas exponencialmente, a necessidade de inspeções e manutenção está aumentando rapidamente. Os parques eólicos offshore estão particularmente sujeitos à degradação devido ao ar carregado de sal, velocidades de vento mais altas e exposição prolongada aos raios UV.
COMO SÃO REALIZADAS AS INSPEÇÕES EM TURBINA/PÁS?
Trabalho em altura e espaço confinado
O método tradicional de realizar inspeções visuais é utilizar alpinistas industriais para escalar a parte externa da torre. Durante a subida, podem gravar imagens em vídeo ou fotografar anomalias, bem como fazer medições de espessura. As inspeções internas podem ser realizadas subindo o interior da torre até o cubo e realizando uma inspeção confinada dos componentes mecânicos e das pás. A principal desvantagem desse método é o perigo inerente ao trabalho em altura ou em espaços confinados. Com alturas médias de 80m, diâmetros das pás de 1-3m e pontos de saída/resgate mínimos, entrar em torres eólicas modernas pode ser perigoso. Dados recentes refletem que o vento é responsável por 1.000 mortes de trabalhadores por trilhão de kWh produzidos, ficando logo atrás do carvão, nos métodos mais perigosos de produção de energia. À medida que mais turbinas são construídas, mais acidentes ocorrem. Os números de acidentes registrados refletem isso, com uma média de 70 acidentes por ano de 2002 a 2006 ; 138 acidentes por ano de 2007-2011; 171 acidentes por ano de 2012-2016, e 222 acidentes por ano de 2017-2021.
Os perigos que podem ocorrer durante o trabalho confinado em alturas se reflete na trágica perda de mecânicos de 19 e 21 anos queimados em cima de uma turbina eólica no parque eólico Piet de Wit da Deltawind, na Holanda. Os dois homens estavam no topo de uma turbina eólica de 80m realizando manutenção de rotina enquanto um problema no circuito provocou um incêndio interno. A altura em que ocorreu o incêndio tornou a extinção muito difícil, e os dois homens não puderam ser resgatados pela altura em que estavam situados.
Além disso, o custo e o tempo associados ao envolvimento de vários funcionários especializados em um processo de inspeção manual podem aumentar drasticamente. Uma turbina de tamanho médio leva cerca de 3 a 6 horas para ser concluída, excluindo qualquer preparação e procedimento de segurança. Com a maioria das organizações recomendando duas inspeções ao ano, isso pode resultar em semanas ou meses de trabalho caro e perigoso, dependendo do tamanho do parque eólico.
Drones aéreos
O uso de drones aéreos no lugar dos trabalhadores permite que as equipes concluam remotamente uma inspeção externa completa. Isso elimina quaisquer preocupações de segurança, pois o piloto pode permanecer no nível do solo. Além disso, eliminando qualquer necessidade de preparação ou precauções de segurança, a inspeção pode ser feita por um único operador em cerca de 12% do tempo que leva para ser concluída usando métodos tradicionais. Além de melhorar a eficiência do trabalho e a segurança dos funcionários, isso também economiza quase US$ 500 em produção de energia perdida devido ao tempo de inatividade por inspeção.
Uma desvantagem dos drones aéreos para inspeção é a falta de desempenho em condições confinadas ou adversas. Embora sejam uma ferramenta extremamente útil para inspeções externas, os cubos e as pás das turbinas podem ser um desafio para navegação e conectividade. Além disso, as lâminas geralmente utilizam uma variedade de fluidos lubrificantes, que em um sistema de motor exposto podem resultar em falhas. Sem nada amarrando e se conectando com o veículo, isso pode rapidamente se transformar em uma perigosa missão de resgate.
ROV Crawler
Os Crawlers são robôs rastreadores de tubos que podem não ser tão conhecidos do público em geral quanto os drones aéreos devido à sua aplicação principalmente industrial, no entanto, eles são uma ferramenta inestimável e um nome crescente para inspeções de turbinas. Esses veículos possuem um cabo para transmissão de dados e são operados em terra, tornando-os obsoletos para inspeções externas. No entanto, eles preenchem a lacuna tão necessária de uma solução segura e confiável para entrar e inspecionar as pás eólicas. As pás das turbinas são geralmente “túneis” finos, lubrificados e confinados sem saídas, tornando-os perigosos para os trabalhadores humanos entrarem. Tradicionalmente, os humanos seriam obrigados a rastrear essas pás durante as inspeções.
Utilizando uma Crawler movido a bateria, os trabalhadores podem carregar o veículo manualmente ou usar um guindaste/guincho até o ponto de acesso. Uma vez no topo, um único operador pode conduzir o robô através das pás, gravando imagens ao longo do caminho. Um grande benefício nisso, em comparação com a entrada humana, são os limites aos quais o crawler pode pesquisar. As lâminas perderão lentamente o diâmetro à medida que atingem o final, sendo a maioria inacessível nos últimos 30%. Usando um pipe crawler, os trabalhadores podem obter uma visão clara de todo o comprimento.
O DIFERENCIAL DA PIPE TREKKER
Utilizando mais de uma década de princípios de design da construção de robótica subaquática sob a marca Deep Trekker, a Pipe Trekker fabrica o primeiro crawler submersível verdadeiramente portátil e operado por bateria do setor. Construído em alumínio usinado e liga de aço, o rastreador A-200 da Pipe Trekker oferece mais tempo no campo e menos tempo na oficina. O controlador portátil utiliza o software interno da Pipe Trekker para uma experiência verdadeiramente perfeita, reduzindo a curva de aprendizado para novos operadores. O A-200 também se beneficia de um design modular, permitindo que os operadores ajustem o veículo para atender a diferentes terrenos ou diâmetros de tubo.
Visão geral do A-200
Incluído
- 360° Pan/Tilt/Zoom Full HD Câmera
- Controlador à prova de intempéries
- Braço motorizado
- 3 kits de rodas de borracha
- Sonda 512 Hz
- Refletores e laser para medição
- 200m Tether
- 2 caixas Pelican
Opcional
- Carretel Automático
- Até 310m de cabo umbilical
- Câmera traseira
- Pneus pneumáticos
- Controlador estilo tablet
ESTUDO DE CASO: KRUGER ENERGY
Fundada em 2004, a Kruger Energy é especializada no desenvolvimento e gerenciamento de usinas de energia renovável. Eles gerenciam e operam 42 plantas, desde instalações hidrelétricas, eólicas, de armazenamento de energia e de energia solar até usinas de cogeração de biomassa, com uma capacidade total instalada de 542 MW. Depois de investigar métodos alternativos de inspeção, ficamos entusiasmados em nos conectar com nossos amigos da Kruger para testar nosso último crawler A-200 em uma inspeção de pás de turbina eólica.
A operação começou içando o A-200 até a nacele, embora o design portátil do robô rastreador também permita que ele seja carregado na mão caso a turbina não tenha guindaste. Após o processo de configuração simples e intuitivo, um dos técnicos da Kruger inseriu o A-200 na hélice e iniciou a inspeção em minutos. Durante uma primeira tentativa, o operador conseguiu coletar dados visuais detalhados de todo o conjunto de hélices em duas horas. Esses dados são essenciais para ajudar na tomada de decisões sobre manutenção preventiva contínua.
Uma vez conectado ao veículo, o cabo fornece comunicação instantânea e confiável, além de servir como uma ferramenta de recuperação eficaz. As soluções sem fio estão sujeitas a problemas de conectividade em espaços confinados e podem rapidamente se tornar irrecuperáveis durante uma inspeção. Equipamentos de inspeção com motores expostos podem ter problemas ou falhar em ambientes úmidos e empoeirados, enquanto um A-200 é totalmente vedado e submersível até 50 m, portanto, tanto partículas finas, quanto a água não representam uma ameaça à operação regular. E com cabos de até 310m, o A-200 também pode ser operado a partir do solo quando necessário.
Embora as configurações avançadas de rodas ou esteiras estejam disponíveis para o A-200, a tração da roda padrão de borracha teve um bom desempenho em inclinações de até 5 graus, apesar da presença de uma película escorregadia na superfície de condução. Embora a própria hélice estivesse na posição de 9 horas, isso demonstra a capacidade do crawler de realizar inspeções em toda a curvatura de uma hélice. Na menor configuração do A-200, conseguimos chegar a poucos metros do fim (ponta), e a função de zoom óptico de 10x pode ajudar a monitorar detalhes finos além de suas capacidades posicionais.
Se precisar de ajuda para encontrar a tecnologia certa para suas missões, entre em contato com nossa equipe de especialistas em robótica para encontrar a opção certa para sua aplicação e orçamento.
