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Impacto de la inspección robótica en la optimización operativa de la industria Oil & Gas

Inspenet, 25 octubre 2023. La incorporación de la inspección robótica en la industria Oil & Gas se ha convertido en un punto clave para enfrentar los múltiples retos asociados con la integridad estructural, la seguridad y la eficiencia operativa. Las demandas crecientes de energía impulsan a las empresas del sector a mejorar y sostener el funcionamiento de las instalaciones, mediante la inspección de los equipos o sistemas debido a la extensión de todos sus procesos.

Mayuly Rodríguez

Publicado: Octubre 25, 2023

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Autor: Ing. Mayuly Rodríguez, 25 octubre 2023.

Introducción

La incorporación de la inspección robótica en la industria Oil & Gas se ha convertido en un punto clave para enfrentar los múltiples retos asociados con la integridad estructural, la seguridad y la eficiencia operativa. Las demandas crecientes de energía impulsan a las empresas del sector a mejorar y sostener el funcionamiento de las instalaciones, mediante la inspección de los equipos o sistemas debido a la extensión de todos sus procesos.

Los robots de inspección, con sus funciones avanzadas, están posicionados en el epicentro de una transformación hacía las nuevas tecnologías que facilitan las inspecciones y el mantenimiento efectivo, proporcionando una solución viable para operar en ambientes extremos típicos de este sector industrial. Es por eso, que hoy en día la optimización operativa de la industrial Oil & Gas, depende de la efectividad de las inspecciones y la obtención de datos precisos, que esta tecnología está aportando.

Impacto disruptivo de los robots de inspección para el sector Oil & Gas

Los robots de inspección han introducido un cambio disruptivo en cómo se realizan las inspecciones. Estos robots, equipados con avanzada tecnología de sensores, navegan por entornos complejos y adversos, proporcionando datos críticos que ayudan a detectar e identificar problemas en las instalaciones.

Además, la posibilidad de realizar inspecciones autónomas en instalaciones, donde los robots logran manejar equipos, tomar muestras y realizar tareas de mantenimiento simples, ha ganado terreno en los últimos años, reflejando un crecimiento en el interés por desarrollar facilidades específicamente diseñadas con robots. Por otra parte, permite liberar recursos humanos para otras actividades críticas, al tiempo que reduce los costos y mejorar la eficiencia operativa.

La tecnología robótica en general se segmenta en tres áreas, abarcando todos los ambientes o entornos donde el sector Oil & Gas posee instalaciones y requiere servicios de inspección: aérea, terrestre y submarina, las cuales se describen a continuación¹:

Robot aéreo: Denominados UAV (Unmanned Aerial Vehicle), abarcan cualquier robot capaz de volar, ya sea bajo control remoto de un humano o, tras una programación y configuración adecuadas, con diversos niveles de autonomía que permiten volar sin intervención humana. Esta tecnología debido a su eficiencia y ventajas optimiza las inspecciones en altura.

Generalmente son empleados para la inspección visual en zonas remotas y peligrosas, como oleoductos y los espacios confinados, los UAV también se destacan en tareas como mediciones de espesores, elaboración de mapeos detallados, detección de fugas, monitoreo ambiental y tienen un gran aporte en las respuestas a emergencias en alta mar.

Robot terrestre: Pueden ser móviles y tener la función de moverse en terrenos difíciles, por lo que son aptos para inspecciones en entornos peligrosos. A través de una variedad de sensores, cámaras, luces y sistemas de medición, los robots terrestres de inspección recopilan y transmiten datos en tiempo real para su análisis, contribuyendo así a la evaluación precisa y oportuna de la integridad estructural y operacional de las infraestructuras.Estos son denominados como rastreadores, con orugas, escaladores, tipo serpiente, magnéticos, tele operados, entre otros, cada uno ejerce una función dependiendo la necesidad de la tarea o inspección a realizar.

Robot submarino: Estos navegan en el agua mediante propulsores, los cuales definen su grado de libertad, su capacidad para moverse en varias direcciones y lograr diferentes orientaciones. Tienen una amplia variedad de aplicaciones en el área de inspección, monitoreo y mantenimientos específicos; existen dos tipos: los vehículos operados remotamente (ROVs) y los vehículos submarinos autónomos (AUVs).

Los ROVs, son controlados remotamente por operadores humanos, con funciones multipropósito para la inspección y monitoreo de activos submarinos, transmiten al operador videos e imágenes de alta resolución, en tiempo real. Ideales para inspecciones detalladas, reparaciones y operaciones de mantenimiento que requieran intervención y supervisión humana en tiempo real.

Los AUVs, son totalmente autónomos, adecuados para misiones de mapeo, monitoreo y recopilación de datos en áreas extensas o en entornos peligrosos donde la operación autónoma es beneficiosa. Transmiten lo datos en tiempo real o los descargan una vez que regresen a la estación. Tienen una maniobrabilidad limitada comparada con los ROVs, pero están diseñados para cubrir áreas grandes y realizar tareas de mapeo y monitoreo continuo.

En líneas generales y adaptadas a cada entorno donde sean utilizados (plataformas marinas, tanques de almacenamiento, muelles, platas de procesos, oleoductos, entre otros), esta tecnología tiene como principio reducir los costos inspección, mejorar la seguridad, optimizar la eficiencia operativa de los procesos, sin requerir paradas operacionales y con el tiempo automatizar múltiples procesos de inspección para optimizar la gestión de activos industriales.

La inspección robótica y su impulso operativo y sostenible en la industria Oil & Gas

Este sector industrial está en constante búsqueda de mejora en sus operaciones, persiguiendo no solo la optimización de recursos, sino también mayor seguridad y una reducida huella ambiental. La incorporación de tecnologías robóticas en las operaciones de inspección ha contribuido a una gestión más eficiente y responsable; a continuación, se mencionan algunos aportes:

Asignación estratégica de recursos: La capacidad de los robots para proporcionar datos precisos y en tiempo real sobre las condiciones de los activos, permite una mejor planificación y asignación de recursos para el mantenimiento y reparación, lo que a su vez mejora la eficiencia operativa.

Adicionalmente, la información obtenida a través de las inspecciones robóticas permite a las empresas tomar decisiones sobre la asignación de recursos. Por ejemplo, al identificar áreas que requieren inversión en mantenimiento o actualización, se priorizan las inversiones enfocadas en los sistemas críticos.

Una seguridad operativa mejorada: Es una de las principales beneficiadas con la adopción de esta tecnología. Estos robots minimizan la exposición de los trabajadores a entornos peligrosos y condiciones adversas, reduciendo así los riesgos asociados con las inspecciones tradicional.

Además, su potencial para detectar problemas estructurales o fugas con alta precisión contribuye a una respuesta rápida, mejorando la integridad y seguridad de las operaciones. El uso de robots también permite tomar acciones inmediatas en situaciones de emergencia. Por ejemplo, en caso de un incidente, son desplegados para evaluar la situación, minimizando la exposición del personal a entornos peligrosos y también aporta con la gestión eficaz de la emergencia.

Un buen control de calidad: Su implementación ha evolucionado el aseguramiento de calidad en este sector industrial. Las múltiples soluciones robóticas de inspección existentes en el mercado, están provistas con sistemas de cámaras de alta calidad, detectores de fugas, equipos de ensayos no destructivos (NDT), y software para etiquetar datos geográficamente durante la inspección, permitiendo una evaluación precisa y eficiente de la integridad de los activos.

La capacidad para proporcionar datos en tiempo real y los sistemas avanzados de análisis de datos procesan grandes cantidades de información rápidamente, proporcionando feedback instantáneo con el inspector u operador para verificar los estándares de calidad y responder de manera proactiva a cualquier desviación detectada.

Optimizar el mantenimiento: Los robots realizan inspecciones regulares y monitoreo en tiempo real, detectando problemas potenciales antes de que se conviertan en fallas graves. Una detección temprana permite una intervención precisa, reduciendo el tiempo de inactividad y los costos asociados con las reparaciones y el mantenimiento reactivo.

Además, los datos recopilados por los robots de inspección son utilizados para planificar y programar el mantenimiento de manera más precisa. Al analizar tendencias y patrones en los datos obtenidos a lo largo del tiempo, las empresas prevén cuándo y dónde sea probable la ocurrencia de un problema.

Un aporte en la sostenibilidad ambiental: Estas máquinas además de inspeccionar, detectan fugas en tiempo real, permitiendo una respuesta rápida para mitigar accidentes con consecuencias ambientales. Además, al identificar áreas de corrosión y otros daños estructurales, previenen incidentes que podrían resultar en derrames o emisiones dañinas al ambiente.

Este tipo de inspección reduce la necesidad de operaciones manuales que son propensas a errores y, por lo tanto, a incidentes ambientales y en estas operaciones también se utilizan equipos pesados que generan emisiones de carbono.

La precisión y eficiencia de los robots de inspección en la detección y monitoreo de condiciones estructurales contribuye a una operación más limpia y sostenible. La data recopilada ayuda a las empresas a mejorar continuamente sus operaciones, minimizando su huella ambiental y alineándose con las regulaciones y expectativas una sostenibilidad en evolución.

El ahorro de costos: Automatizar las tareas de inspección mediante robots no solo mejora la eficiencia operativa, sino que también resulta en ahorros significativos. Estas máquinas se diseñadas para operar en condiciones adversas sin requerir descansos, reduciendo los tiempos para completar las inspecciones y, por ende, los costos operativos. Además, al detectar problemas tiempo, las empresas evitan reparaciones costosas e inactividad operativa.

Tecnología en desarrollo

La trayectoria de la inspección robótica ha mostrado una evolución constante, alcanzando hitos notables en innovación. Con cada avance, se elevan las expectativas hacia descubrimientos aún más resaltantes. A continuación, se menciona una tecnología emergente en la inspección robótica submarina:

Investigadores de la Universidad de Houston están desarrollando un robot autónomo para detectar posibles fugas y fallas estructurales en oleoductos submarinos, en respuesta al aumento de accidentes graves en la industria del petróleo y gas.

La nueva tecnología, denominada SmartTouch (ver imagen), incorpora vehículos operados remotamente (ROV) equipados con sensores táctiles inteligentes, cámaras de video y sonares para inspecciones detalladas, prometiendo hacer las inspecciones más seguras, rentables y eficientes al reducir la necesidad de intervención humana en entornos profundos. Un prototipo de ROV ha sido probado exitosamente en laboratorio y en la Bahía de Galveston, demostrando la viabilidad de esta tecnología para inspecciones submarinas críticas, siendo financiados los estudios preliminares por el Subsea Systems Institute de la UH².

Tecnología SmartTouch: Inspección robótica — Representación de la tecnología SmartTouch

Empresas que lideran la tecnología robótica de inspección

Múltiples empresas están a la vanguardia en el continuo desarrollo de sta referente tecnología, fomentando un mejor futuro para la industria de Oil & Gas. Empresas como Gecko Robotics, GE Research, National Grid, Siemens, Autonomous Control Systems Laboratory y Samsung Group emergen en la introducción de robots de inspección disruptivos para este sector industrial.

Gecko Robotics, ha desarrollado robots trepadores de paredes que realizan inspecciones de pruebas no destructivas en tanques, calderas, recipientes a presión, tuberías y más. Utilizando cargas útiles de sensores especialmente diseñadas, los robots pueden inspeccionar el espesor de las paredes, las picaduras y muchas otras formas de degradación. Poseen la capacidad de recopilar cantidades de información continua de datos en comparación con los métodos anteriores³.

Mientras que la empresa GE Research se enfocan en la gestión de maquinarias mediante la robótica de inspección aérea, una rama de servicios de campo, que potencia las capacidades de conservación de activos industriales, elevando su seguridad y eficiencia. Mediante la integración con la tecnología de Gemelo Digital, se simplifica la gestión y comprensión de la infraestructura industrial. Diseñan equipos para la inspección de estructuras que realizan inspecciones precisas y de corto alcance, contribuyendo a una mejor administración del entorno físico-digital en varios sectores, incluyendo el petrolero⁴.

Conclusiones

El mercado mundial de inspección robótica está experimentando grandes avances; existe una demanda creciente de soluciones robóticas en inspección para garantizar una detección de defectos precisa y eficiente. La integración de tecnologías digitales como inteligencia artificial y aprendizaje automático en estos robots está mejorando su capacidad para adaptarse, aprender y tomar decisiones en tiempo real. La adopción cada vez mayor de robots permiten procesos de inspección más seguros y flexibles.

La evolución constante de estas tecnologías y su integración en las operaciones cotidianas está optimizando la eficiencia operativa, mejorando la seguridad, minimizando los costos y contribuyendo a una mayor sostenibilidad ambiental.