Alas sobre las olas: Drones y robótica en la inspección de plataformas marítimas petroleras

Mayuly Rodríguez.

Junio 21, 2023

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Autor: Ing. Mayuly Rodríguez, 21 junio 2023.

Introducción

Con el surgimiento de una sólida industria de tecnología en el mundo, los avances en drones y robótica están impulsando los estándares de seguridad, eficiencia, confiabilidad y rentabilidad en las inspecciones de sistemas, equipos y estructuras petroleras marítimas.

En el pasado, la supervisión de plataformas petroleras marítimas se llevaban a cabo manualmente, lo que implicaba costosos recursos y un alto riesgo para los trabajadores. Sin embargo, gracias a los rápidos avances en la tecnología, estos dispositivos están abriendo puertas hacia un innovador mundo marítimo debido a una efectiva recopilación de datos y una productividad mejorada. Estas evoluciones permiten el monitoreo constante de las plataformas, previniendo fallas y atendiendo cualquier incidente de forma inmediata.

Los drones son excepcionales para la revisión de plataformas offshore. Estas aeronaves no tripuladas, cubren grandes áreas de difícil acceso en muy poco tiempo, capturando datos en tiempo real y proporcionando una visión precisa de la condición de la estructura. La robótica ha introducido robots submarinos capaces de realizar inspecciones exhaustivas y detectar problemas principalmente en las profundidades, evitando se conviertan en situaciones críticas. Estos equipos también están dotados para aplicar ciertos ensayos no destructivos y realizar reparaciones parciales.

Drones: Vigilancia aérea en tiempo real para las plataformas petroleras marítimas

Cuando se habla de supervisión de plataformas marítimas, hoy en día, a nivel industrial, estos dispositivos, se han convertido en una de las opciones más versátiles y confiables, debido a que presentan un conjunto de habilidades especializadas que lo hacen operar de manera eficiente cuando nos referimos a fines industriales. Pueden agrupar varias labores en conjunto durante la recopilación de datos, permitiendo a los operarios una vigilancia tangible en tiempo real.

A continuación, se describen algunos aspectos del uso de drones

Descripción: Son aeronaves equipadas con tecnología de vanguardia, diseñadas para cubrir grandes áreas y altitudes, por eso, su gran aporte durante la revisión de plataformas petroleras. Son altamente maniobrables, cuando los maneja un operador con las habilidades requeridas. Pueden disponer diversos accesorios tecnológicos especializados para obtener la mayor cantidad de información. Su diseño aerodinámico y estructura liviana les permite alcanzar altas velocidades y resistir condiciones ambientales adversas.

Beneficios: En primer lugar, cuando eliminas la exposición del personal a condiciones peligrosas generadas por inspecciones en áreas de alto riesgo, trae consigo una de las mayores ventajas que es, la seguridad hacia el personal. Estos dispositivos son controlados de forma remota desde un sitio seguro, evitando posibles accidentes o lesiones y ahorrando tiempo y recursos en comparación con métodos tradicionales.

Adicionalmente, estos dispositivos transmiten la información en tiempo real, ofrecen una cobertura exhaustiva y rápida de las infraestructuras, capturan imágenes con tecnología de teledetección para crear mapas en 2D y 3D de las áreas evaluadas, logran detectar daños o fallas inmediatas. Poseen la capacidad de tomar imágenes termografías e hiperespectrales, portan sensores de gas y debido a su rápida disponibilidad pueden realizar vuelos de emergencias o improvisados.

Estas son rápida, precisas y fundamentales para diagnosticar daños antes de que puedan provocar un tiempo de inactividad prolongado y costoso¹.

Aplicaciones: Principalmente, se utilizan para las inspecciones visuales en alturas, espacios confinados, zonas inaccesibles y áreas con sustancias o gases tóxicos, obteniendo imágenes, videos y audios para una mejor evaluación, permiten la creación de mapas de los sistemas, recopilan datos confiables para análisis y mantenimiento predictivo.

También son utilizados para monitorios programados, detección de fugas, transporte de elementos específicos, entre otras aplicaciones alternas. Es resaltante mencionar los drones con medidores de ultrasonido, los cuales poseen estructuras específicas para integrárseles un medidor y medir espesores de pared.

La combinación de toda esta información que se logra obtener, permite a los expertos e incluso operadores, llevar a cabo el control con seguridad y sostenibilidad de diversas variables que pueden ser críticas.

Los escaneos de las estructuras completas generan mapas 3D precisos o copias digitales completas de plataformas que ayudan a los equipos a detectar y clasificar rápidamente los cambios en la infraestructura a lo largo del tiempo¹.

Robótica: Vigilancia en entornos acuáticos en tiempo real para las plataformas petroleras

Las operaciones de inspección submarina son una tarea compleja que históricamente ha requerido conocimientos especializados y tecnologías avanzadas². Las condiciones extremadamente peligrosas de estos ambientes, son denominadas de alto riesgo, por este y muchos otros motivos, el uso de la robótica es un aleado fundamental para las empresas. A continuación, se describen ciertos aspectos de esta tecnología:

Descripción de los robots submarinos (ROV): También llamados equipos operados a distancia, estos equipos disponen de sensores de navegación y profundidad, pueden controlarse de forma manual y con funciones de control automático; poseen libertad de movimientos y software de última generación; están equipados con una variedad de accesorios tecnológicos como cámaras, brazos tele operados, sensores, lámparas, entre otros, que les permiten explorar e inspeccionar en áreas de difícil acceso de las estructuras submarinas.

Detectan y registran grandes cantidades de datos que mayormente son utilizados para realizar análisis preventivos, también observan posibles fallas, daños o anomalías, permitiendo esto, una rápida respuesta y toma de decisiones por parte de los operadores, y así, mantener la integridad de las instalaciones.

Beneficios de la robótica en la inspección marítima: Facilita los mantenimientos parciales previniendo el riesgo de accidentes humanos, contribuye a reducir los riesgos de desastres ambientales, al prevenir posibles accidentes inesperados que ocasionen paros operacionales no planificados en plataformas marítimas.

Llegan a rincones abruptos y profundos de las plataformas, para monitorear, detectar alguna falla de forma oportuna y segura. En algunos casos permanecen de manera continua en las profundidades de los océanos, lo que garantiza una respuesta rápida a cualquier eventualidad.

Aplicaciones de la robótica en el sector marítimo: Sus aplicaciones principales son las inspecciones visuales, monitoreo y mantenimientos de estructuras sumergidas, también tiene la capacidad de recolectar muestras de elementos o productos que requieran ser estudiados. Pueden aplicar ensayos no destructivos como el ultrasonido para la toma de espesores de pares, capturar imágenes, videos y audios de gran utilidad para las tomas de decisiones efectivas. Hoy en día, algunas empresas ya han creado interfaces que utilizan la realidad virtual(RV) dentro de ROVs para la monitorización de estructuras en el fondo del mar.

Caso de estudio de la robótica para inspección submarina: El Discovery Vision System destaca su potencial para revolucionar las revisiones submarinas y las operaciones de ROV, una capacidad disponible para plataformas pequeñas que utilizan la cámara Discovery compacta de 300 m y en ROV de clase de trabajo grande con Discovery Stereo de 4000 m. Al emplear la computación de vanguardia para capturar imágenes fijas de alta calidad junto con video de baja latencia, logra un sistema de visión sin compromiso. Ahora es posible que cada vehículo submarino vea las profundidades como se ve la superficie².

El futuro de la inspección marítima petrolera: Mayor eficiencia y seguridad a menor costo

Las nuevas tendencias en inspección de infraestructuras petroleras marítima vinieron para quedarse, sus cada vez más eficientes desarrollos tecnológicos prometen una seguridad y confiabilidad excepcional en este sector tan difícil de maniobrar.

Avances tecnológicos prometedores para mejorar las inspecciones marítimas: La industria petrolera está presenciando tecnologías prometedoras para mejorar la eficiencia y efectividad. La integración entre la inteligencia artificial y el aprendizaje automático en los sistemas de drones y robots permite análisis más rápido y preciso de los datos recopilados. Además, los softwares y sensores cada vez más avanzados, las cámaras termografías e hiperespectrales y láseres, permiten obtener información detallada sobre el estado actual de las infraestructuras evaluada.

Perspectivas de inspecciones autónomas y mantenimiento predictivo: Los avances en la inteligencia artificial y la robótica están permitiendo el desarrollo de sistemas autónomos capaces de realizar observaciones de forma independiente y tomar decisiones independientes en tiempo real. Además, el mantenimiento predictivo, basado en análisis avanzados de datos y algoritmos de aprendizaje automático, anticipan y previenen fallas, reduciendo costos asociados con tiempo de inactividad.

DeepOcean: planea probar el AID, que puede operar en profundidades de agua de hasta 3.000 m, en el marco de una de sus campañas anuales en la plataforma continental noruega, para un operador no revelado. “La AID puede realizar inspecciones reprogramadas de todos los activos submarinos. Esto significa que se puede crear un valor significativo para los operadores de activos de energía en alta mar cuando el mismo alcance se puede repetir año tras año”³.

Los robots que trabajan en (y fuera) de la plataforma de petróleo y gas en alta mar: El fabricante de robots submarinos QYSEA, el proveedor de telecomunicaciones KDDI y el fabricante de drones comerciales PRODRONE han desarrollado y lanzado conjuntamente un sistema de drones duales para aplicaciones aéreas y marinas, incluida la de mantenimiento y la reparación de plataformas eólicas marinas y de petróleo y gas. El dron integrado Sea-Air cuenta con un dron aéreo conectado a través de un cabrestante eléctrico a un dron submarino sostenido en una jaula de liberación rápida⁴.

Voyis para inspecciones submarinas en alta mar: El sistema de escáner láser Insight Micro se puede implementar para el mapeo de campo, rutas previas al tendido, revisión de tuberías posterior al tendido, levantamientos conforme a obra, metrologías y otros. Los sensores Voyis se integran con el software de encuesta proporcionado por la empresa hermana, EIVA, para proporcionar resultados en tiempo real⁵.

Las empresas tecnológicas ahora están diseñando robots que pueden llevar a cabo algunas de las actividades más sucias y peligrosas en las plataformas petroleras para que los humanos no tengan que hacerlo. El copropietario de Offshore Robotics, Dan Allford, cree que la seguridad es el principal impulsor de la demanda de robótica y explica: “Estamos haciendo que los robots hagan las cosas que son peligrosas”, dijo. “Si lastimamos a un robot, a nadie le importa”⁶.

Conclusión

La integración de drones y robots en la inspección marítima petrolera está categorizando la forma en que se llevan a cabo estas tareas. Estas tecnologías avanzadas brindan una mayor eficiencia y seguridad a un menor costo. Lo más interesante es el camino largo de avances tecnológicos que está por venir en la industria petrolera offshore, donde tendencias como la inteligencia artificial y los algoritmos inteligentes, impulsan estas nuevas tecnologías.

En última instancia, la combinación de drones y robótica representa un futuro prometedor para la industria marítima petrolera, donde la innovación tecnológica optimizará los recursos y garantizará la integridad de las infraestructuras marítimas. En un futuro inmediato se vislumbra que las inspecciones autónomas serán mayores que las tradicionales, lo que convierte a las tecnologías emergentes obligatorias para las empresas de este sector petrolero tan importante a nivel mundial.