Inspeção de tubulações com ROVs submersíveis

SSM projeta para a Iberdrola o primeiro robô que otimiza a limpeza de grandes tubulações em usinas termelétricas

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A empresa espanhola SubSea Mechatronics (SSM), vencedora do start-up challenge do PERSEO Inspeção e limpeza de grandes tubulações em 2022, projetou um ROV (abreviação de "veículo operado remotamente") subaquático pioneiro, batizado de SOLEA, que permitirá à equipe da Iberdrola inspecionar e limpar as grandes tubulações de nossas usinas termelétricas sob os mais altos padrões de qualidade e segurança. Trata-se de um projeto piloto que entrou em sua segunda fase em 2023 com o objetivo de continuar amadurecendo até que uma solução comercial e escalável esteja pronta em 2024.

Uma das características fundamentais das usinas térmicas de ciclo combinado é o uso de água no circuito de resfriamento, que na maioria dos casos consiste na recirculação de água de fontes naturais, como rios, mares e oceanos. Entre as operações de manutenção da usina está a inspeção e a limpeza de sedimentos, também conhecidos como bioinscrustação, dos grandes tubos pelos quais essa água flui, que têm várias centenas de metros de comprimento.

O ROV projetado pela SSM permite substituir a maneira tradicional de realizar essas operações de manutenção e limpeza ou dragagem, que até agora eram realizadas por mergulhadores, com as limitações e os possíveis riscos que isso acarreta. Graças à robótica e à tecnologia mais recente, algumas tarefas críticas podem ser executadas com maior precisão e em menos tempo, o que também significa um menor tempo de inatividade da fábrica e menos interrupções para o consumidor final.

O CEO da SubSea Mechatronics Enlace externo, se abre en ventana nueva., Darío Sosa Cabrera, nos conta em uma entrevista mais detalhes sobre o trabalho da start-up das Ilhas Canárias, sua experiência no setor energético e seu projeto de inovação com uma empresa internacional como a Iberdrola. Uma colaboração estruturada através do programa de start-ups PERSEO e enquadrada no compromisso do nosso Grupo com a inovação como forma de criar valor sustentável na sociedade.

Com qual solução inovadora vocês ganharam o Start-up Challenge para a inspeção e limpeza de grandes tubulações?

Com vasta experiência em tarefas complexas de pesquisa submarina e no desenvolvimento de veículos operados remotamente (ROVs), a SSM traçou um plano claro sobre o tipo de equipamento necessário para concluir o desafio de inspeção e limpeza de grandes tubulações. 

Esta não foi uma tarefa de pesquisa submarina comum, já que incluía vários fatores que tornavam ineficaz o uso de equipamentos convencionais. Portanto, a SSM propôs uma solução personalizada que incluía equipamentos selecionados, como o veículo, a tecnologia de geração de imagens e o posicionamento.

Qual era este contexto extraordinário que exigiu uma nova aplicação da tecnologia do senhor? 

Nas centrais elétricas, a produção de energia gera muito calor que precisa ser dissipado para manter a usina em uma temperatura ideal. O sistema de resfriamento com circuitos de água recirculada de fontes naturais é extenso e extremamente complexo.

A água em tubulações expostas, especialmente a essa temperatura, estimula o crescimento de organismos e o acúmulo de sedimentos. Para que esse sistema de resfriamento funcione de forma ideal, é necessário monitorar o acúmulo desses sedimentos e garantir que o fluxo de água seja mantido em um nível satisfatório. 

A usina é fechada duas vezes por ano para manutenção, o que envolve grandes esforços para reduzir o acúmulo de matéria orgânica aderida ao interior dos tubos do sistema de resfriamento. Esses esforços são planejados com base em inspeções visuais dos tubos, com o objetivo de limpá-los da maneira mais eficiente nas áreas com maior quantidade de sedimentação. 

A aplicação de sua tecnologia a esse desafio era clara desde o início?

A SSM já tinha experiência tanto no setor de energia quanto em outras plantas industriais costeiras que compartilham certas semelhanças e problemas. A empresa também tem experiência em inspeções de usinas hidrelétricas localizadas em leitos de rios. 

Como nosso foco é o nicho de inspeção e limpeza de espaços confinados inundados, este desafio está alinhado com nossa experiência e nosso foco de mercado. Em termos de sistemas teleoperados para limpeza e dragagem, a empresa conta com uma ampla experiência, incluindo desenvolvimentos como o RetroROV Enlace externo, se abre en ventana nueva. ou o Toolbot.

 VER INFOGRÁFICO: Vantagens da inspeção e limpeza de grandes tubulações usando ROVs [PDF]

Quais são as funcionalidades específicas que o ROV precisa para realizar o trabalho de inspeção de tubulações em usinas de ciclo combinado? 

Com relação ao veículo:

A boca de acesso à tubulação tem um espaço restrito de um metro de diâmetro, o que impôs algumas limitações no tamanho total do veículo, bem como no tipo de ferramentas que poderiam ser usadas. O equipamento de dragagem desenvolvido, o SOLEA, é um veículo sobre esteiras para poder se movimentar nas condições esperadas.

Com relação às imagens:

Devido à visibilidade quase nula causada pela grande quantidade de partículas na água, uma câmera subaquática normal não seria adequada para documentar visualmente as descobertas de forma adequada. Portanto, foi selecionado um equipamento de sonar específico para tubulações, como o Imagenex pipeline profiler.

Com relação ao posicionamento:

Espaços apertados e estreitos, combinados com penetração ou recepção de sinal nula, nos fizeram descartar o uso de qualquer forma de GPS ou sistemas de posicionamento USBL para a tarefa. Por esse motivo, integramos um sistema DVL (Registro de velocidade Doppler) da WaterLinked.

A implementação de ROVs para esse trabalho eliminaria o uso de mergulhadores ou eles são sistemas complementares?  

A ideia geral da aplicação da robótica em casos como esse é minimizar as situações de risco para as pessoas; pode haver situações em que os mergulhadores sejam necessários, mas a integração de um veículo como o SOLEA nos processos recorrentes da usina terá um impacto importante nesse sentido.

As principais vantagens de realizar esse trabalho usando ROVs são:

• Redução dos riscos para as pessoas
• Eliminação das restrições de tempo com relação ao uso de mergulhadores
• Redução de custos
• A usabilidade dos dados fornecidos ao cliente em 3D, com a capacidade de medir e analisar em detalhes, permitindo a manutenção preditiva da instalação. 

Qual foi o maior desafio que vocês encontraram e o que mais motivou a equipe no projeto?

O maior desafio é encontrar uma solução única e versátil que se adapte aos diferentes tamanhos, materiais e seções das tubulações e espaços a serem limpos, e tudo isso usando os métodos atuais de acesso às tubulações, reduzidos em tamanho.

Nossa principal motivação é aquela que nos define como uma start-up, ou seja, encontrar soluções para problemas globais e dimensionáveis. Nesse caso, o desafio é complexo e estamos confiantes de que podemos escalar essa solução depois de termos a oportunidade de trabalhar com a Iberdrola.

Qual é o objetivo comercial da SSM no curto/médio prazo?

Nosso objetivo a médio prazo é validar o conceito e crescer junto com a Iberdrola para acrescentar novos recursos ao veículo, de modo que ele seja o mais modular e adaptável possível para suas diferentes usinas com as mesmas necessidades. Nosso objetivo é disponibilizar a solução a nível comercial a partir de 2024 e, com isso, ampliá-la.