Uso de drones para muestreo remoto de aceite

Michael D. Holloway, ALS Tribology. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latin America El uso de vehículos aéreos no tripulados (UAV, por sus siglas en inglés), también conocidos como drones, ha aumentado exponencialmente en los últimos años debido a los avances en materiales, aeronáutica y software operativo. Estos avances han permitido que se empleen en diversas aplicaciones y ayuden a efectuar tareas que serían difíciles, si no imposibles, para las personas. Algunas compañías ahora están explorando el concepto de acoplar esta tecnología con herramientas analíticas no destructivas como termografía infrarroja, sensores de vibración e incluso sistemas de muestreo de aceite. Obviamente, la capacidad de examinar activos en ubicaciones que serían financieramente prohibitivas o incluso físicamente imposibles para obtener datos podría resultar bastante valiosa.

Tipos de drones

Hay diversos fabricantes de drones y variados precios que fluctúan de cientos a miles de dólares. También hay varios diseños diferentes de drones, incluidos los modelos de ala giratoria, ala fija, cuadricópteros y tipo ventilador canalizado. Cada uno tiene su lugar en ciertas situaciones. Los drones de ala giratoria generalmente funcionan con energía eléctrica, pueden soportar una carga útil de 6.5 a 9 kilogramos durante 10 a 30 minutos y ofrecen despegue y aterrizaje vertical. Son ideales para operaciones en áreas pequeñas, de menos de 32 hectáreas, y son útiles para la inspección de infraestructuras, eventos deportivos, fotografía de bienes raíces, etc.

Figura 1. Ejemplos de UAV de ala giratoria

Los drones de ala fija también suelen ser eléctricos, son capaces de realizar vuelos de larga duración y pueden transportar múltiples cargas. El dron con ventilador canalizado es más robusto y eficiente. Tiene un mayor rango de velocidad y proporciona una carga útil máxima en una plataforma compacta y flotante. Tenga en cuenta que el desplazamiento es crítico para inspecciones de cerca.

Caso de estudio de muestreo de aceite

Recientemente, un fabricante se encontró con un problema al intentar extraer muestras de aceite en una aplicación de difícil acceso: las turbinas eólicas. Estas aplicaciones pueden ser bastante desafiantes debido a su ubicación.

Figura 2. Generadores eólicos

El aceite que lubrica la caja de engranajes de una turbina eólica rara vez se cambia debido a la dificultad acceder al depósito de más de 200 litros de aceite a decenas de metros sobre el suelo para drenarle el aceite y volver a llenarlo. Sin embargo, los vehículos aéreos no tripulados han demostrado ser la solución perfecta en estos casos. Recientemente, el concepto del uso de drones para el muestreo remoto de aceite se ha vuelto viable debido a una combinación de la tecnología de ventilador canalizado, barreras de muestreo aéreas con puertos de muestreo magnéticos y botellas de muestreo al vacío con válvulas servoactivadas. El tipo de dron utilizado en este caso fue un UAV eléctrico con ventilador canalizado diseñado para navegar en interiores, exteriores y en espacios reducidos. Además de ofrecer una elevación significativa, el conducto proporciona seguridad adicional al cubrir el ventilador de alta velocidad. Con este diseño, no hay oportunidad para que la hélice entre en contacto con un activo o una persona, lo que permite un examen minucioso del activo. El vehículo también puede transportar varias cargas para cumplir con los requisitos del cliente.

Figura 3. UAV con ventilador canalizado

Estos tipos de unidades, del tamaño de una pelota de fútbol, son capaces de despegar verticalmente y efectuar un vuelo estacionario. Su arquitectura de ventilador canalizado les permite ser compactos, fáciles de usar y rentables. Con un alcance de poco más de 800 metros, estos sistemas se pueden usar con navegación y un enlace de datos inalámbrico o un enlace fijo para un tiempo de vuelo ilimitado. También pueden incorporar transferencia de datos en tiempo real, incluida información de video, infrarrojo, ultrasonido y vibraciones. A medida que este proyecto de muestreo remoto continúa, se realizan más investigaciones y revisiones con participación de todas las organizaciones técnicas y de consultoría, distribuidores, organizaciones estatales e instituciones educativas actuales. También deberán crearse metodologías y herramientas para refinar el muestreo de precisión, así como para evaluar y analizar las mejores prácticas y riesgos. Ahora se está trabajando para utilizar la funcionalidad de los UAV para algo más que el muestreo remoto de aceite. Acoplarlo con otros dispositivos de monitoreo ya no es algo lejano, sino algo que ya se está desarrollando. A medida que evoluciona el mundo del monitoreo de condiciones, el uso de drones para extraer una muestra de aceite es solo otro ejemplo de la aplicación de herramientas de alta tecnología para comprender y monitorear la condición de un activo.